C# 7.0 新特性2： 本地方法

本文參考Roslyn項目中的Issue:#259.

　　1. C# 7.0 新特性1： 基於Tuple的“多”返回值方法

　　2. C# 7.0 新特性2： 本地方法

　　3. C# 7.0 新特性3： 模式匹配

　　4. C# 7.0 新特性4： 返回引用

 

簡而言之，【本地方法】就是在方法體內部定義一個方法。

其實咋眼一看，這個新特新並沒有什么新意，因為目前大量C#的項目中，都可以使用delegate或基於delegate變形的各種方案（lambda, Fun<*>, Action, Action<*> ...）。

但是請仔細推敲一下，方法體內部delegate，是否真的那么完美無缺……

 

目前的C#

我們看一下，通常方法內部設置子邏輯單元的做法。

public void Bar()
{
    var arr= new int[] { 5,8 ,10, 20 };
    Func<int, string> handler = i => $"當前值是：{i}。"; 
    foreach (var i in arr)
    {
        Console.WriteLine(handler(i));
    }
}

看起來有什么問題嗎？當然，很多。

　　1. 首先，handler是無法進行遞歸調用的，看下面的代碼。

public int Bar(int n)
{
    if (n < 0) throw new ArgumentException();
    Func<int, int> handler = n => {
        if (n == 0) return 1;
        return n * handler(n - 1);
    };
    return handler(n);
}

　　這時handler(n-1) 的調用會報錯（Use of unassigned local variable 'handler'），原因是handler還未被賦值。通常，這種問題我們會嘗試用一種非常難看的做法變通解決：

Func<int, int> handler = null; 2 handler = n =>{
    if (n == 0) return 1;
    return n * handler(n - 1);
};

　　咳咳咳，不多說了，心里一萬只羊駝狂奔而過。

　　2. 其次，Lambda表達式的使用，非常有局限，它不允許在參數中添加行為修飾 out, ref, params, 以及可選參數，均不能在Lambda表達式的參數表中出現。參數無法使用泛型。

　　3. 分配了一個委托對象來指向函數，為了能夠在Lambda表達式中訪問本地變量，會為其分配一個新的對象，間接的增加了GC的壓力。

 

說到這里，可能有的童鞋會自然的想到更原始的解決方案，在外部聲明一個私有函數，就不會存在以上一系列的問題。

class Foo
{
    public void Bar(int[] arr)
    {
        foreach(var i in arr)
        {
            Console.WriteLine(Handler(i));
        }
    }
    
    private string Handler(int i) =>  $"當前值是：{i}";
}

這的確是一種簡單粗暴的解決方案，但是依然存在一些小問題，一個僅在Bar方法中有引用的方法，邏輯上也沒必要暴露給this的其他成員。這種做法其實是結構上的一種不合理。

 

本地方法（Local Function）

在C#7.0中，允許代碼直接在一個方法體（方法，構造，屬性的Getter和Setter）里聲明並調用子方法。

廢話不說，上代碼：

public void Bar(int[] arr)
{
    var length = arr.Length;
    string Length() {
        return $"length is {length}";
    }
    //或:
    //string Length() => $"length is {length}";
    Length();
}

上面例子中的Length()，在編譯后會轉化成當前類的私有成員方法(IL: this.<Bar>g__Length(): string())，但由於在C#語言層面做出了限制，只被允許在Bar方法中訪問。

由於對this而言，是以類似匿名方法的形態存在，所以，在當前類中仍然可以定義同名且同樣聲明的成員方法，從所在的方法體中調用，會執行本地方法。

Okay，話說回來，由於它的本質是成員方法，所以它可以避免 [委托 / Lambda表達式] 的種種限制，可以異步，可用泛型，可用out, ref, param, 可以yield, 特性參數， 等等。。

來個例子：

class Foo
{
    public IEnumerable<T> Bar<T>(params T[] items)
    {
        if (items == null) throw new ArgumentException(nameof(items));

        IEnumerable<T2> Enumerate<T2> ([CallerMemberName] T2[] array) //使用泛型及特性參數
        {
            //本地方法邏輯
            foreach (var item in array)
            {
                yield return item; //使用迭代器
            }
        }

        return Enumerate<T>(items); //調用本地方法
        //return this.Enumerate<T>(items);  //調用成員方法
    }

    IEnumerable<T2> Enumerate<T2>([CallerMemberName] T2[] array)
    {
        //成員方法邏輯
    }
}

 

總結

這個feature可以看出，C#在朝着函數式語言謹慎的調整。回想起很多人在首次接觸代碼的懵懂期，經常犯一種比較低級的錯誤，傻傻的嘗試在Main方法中寫函數聲明，現在看來，那才是人最直接的思維邏輯。

 

本文鏈接：http://www.cnblogs.com/ylvict/p/5579350.html  (轉載請注明)

目前(2016年6月)C#7.0還未正式發布，大家如果想體驗部分特性，可以去下載VS15預覽版，最終發布的語法可能和本文中提及的有所不同，最新動態請大家關注Roslyn項目。