C# 很少人知道的科技

Posted 2021-04-14 dotNET跨平台

本文来告诉大家在C#很少有人会发现的科技。即使是工作了好多年的老司机也不一定会知道这些科技，如果觉得我是在骗你，那么请看看本文的内容。

原本最初 C# 的设计是简单和高效开发的，在经过了这么多年众多公司和开发者的努力下，整个 C# 里面包含了大量有趣的功能。其中一部分功能是针对于某些特殊需求设计的，例如高性能或高并发或无内存回收等。在经过了 10 多年的迭代，很少人能完全了解整个 C# 语言和框架级做了哪些有趣的功能

我在网上找了很多大神的博客，然后和很多大神聊天，知道了一些科技，于是就在本文和大家分享一下。如果大家有了解本博客里面没有收藏的科技，还请告诉我

现在整个 C# 从编译器到运行时都是开源的，所有权在 dotnet 基金会上，全部开源的项目都基于最友好的 MIT 协议和 Apache 2 开源协议，文档协议遵循CC-BY协议。这将允许任何人任何组织和企业任意处置，包括使用，复制，修改，合并，发表，分发，再授权，或者销售。唯一的限制是，软件中必须包含上述版 权和许可提示，后者协议将会除了为用户提供版权许可之外，还有专利许可，并且授权是免费，无排他性的(任何个人和企业都能获得授权)并且永久不可撤销，用户使用.NET 和 C# 完全不用担心收费问题和版权问题，以及后续无法维护问题。而 dotnet 基金会是一个开放的平台，我也是 dotnet 基金会的成员之一。微软在 2020 的时候依然是 dotnet 基金会最大的支持组织

现在最火的 dotnet 仓库是 dotnet csharplang 仓库，当前的 C# 语言特性由整个社区决定，这是一个官方开放用来讨论 C# 语言未来的仓库，天天都有大佬们在讨论语言的特性，欢迎大家加入

接下来让我告诉大家一些很少有人会发现的科技

无限级判断空

在 C# 6.0 可以使用??判断空，那么就可以使用下面代码

            var v1 = "123";
            string v2 = null;
            string v3 = null;

            var v = v1 ?? v2 ?? v3;

实际上可以无限的使用??判断前面一个函数为空，那么问题来了，下面的代码输出的是多少？

var n = 2 + foo?.N ?? 1;

上面代码的 foo 就是空的，那么 n 是多少？是 1 还是 2 还是 3 还是空？

想要了解这道题的推导过程请看C# 高级面试题 里面写了很多老司机都不一定能解出

使用 using 关键词省略长的定义

例如有下面这个代码，在这个代码里面使用了很多的 List 嵌套，如下面代码所示里面有很多定义的代码

var foo = new System.Collections.Generic.Dictionary<System.Collections.Generic.List<System.Collections.Generic.List<string>>, string>();

可以看到上面代码中，有大量的代码都是用来作为类型的定义，假设这个值作为某个方法的参数，那才是可怕

一个简单的方法是使用 using 关键词，如在文件的开头添加如下代码

using HvcnrclHnlfk = System.Collections.Generic.Dictionary<System.Collections.Generic.List<System.Collections.Generic.List<string>>,string>;

在添加了上面代码之后，在这个文件里的所有用到如上面很长的定义的代码都可以使用 using 后面的值可以代替，如本文上面使用了 HvcnrclHnlfk 这个词，来看看替换之后的代码长度

var foo = new HvcnrclHnlfk();

辣么大

实际上写到这里我有些不好意思，好像刚刚说的都是大家都知道的，那么我就要开始写大家很少知道的科技

等等，什么是 辣么大 大哇？其实这是 lambda 表达式的翻译

请看看下面这段有趣的代码

            Func<string,string, EventHandler> foo = (x, y) => (s, e) =>
            {
                var button = (Button) s;
                button.Left = x;
                button.Top = y;
            };

            Button1.Click += foo(0, -1);

上面的代码通过一个 lambda 表达式返回一个另一个 lambda 表达式，或者说用一个委托返回另一个委托。这是一个特别有趣的写法，通过函数返回函数的思想可以用来写出一些有趣的逻辑，特别是在多层嵌套的时候

当然使用委托可是会出现另一个问题的，请问下面的代码实际调用的是哪个委托，下面代码的 a 和 b 和 c 都是 Action委托，同时都不是空的

((a + b + c) - (a + c))();

在数学上，其实函数也可以视为变量，很有科技范的 C# 当然也支持如此的功能，将函数包装为委托的时候，可以让委托本身支持加减法哦，只是这个加减法的规则有些诡异。不信，请猜猜上面代码执行了什么函数

冲突的类型

在遇到某些类型，特别是放在 NuGet 上的多个不同的库里面的类型，这些类型有相同的类名，如 Data 或 Control 等很通用的命名的时候，在代码中如果需要同时使用这两个类，就需要补全整个命名空间，如下面代码

var webControl = new System.Web.UI.WebControls.Control();
var formControl = new System.Windows.Forms.Control();

如果经常使用这两个控件，那么就需要写很多补全命名空间的代码，代码很多。好在微软的大佬们给出了一个坑方法，使用这个方法可以不写命名空间，或者说只需要在文件开始 using 一次，请看代码

using web = System.Web.UI.WebControls;
using win = System.Windows.Forms;

web::Control webControl = new web::Control();
win::Control formControl = new win::Control();

参见：https://stackoverflow.com/a/9099/6116637

extern alias

如果使用了两个不同的程序集放在两个不同的 dll 文件里面，这两个程序集都有相同命名空间和类型，那么如何使用指定的库

如下面代码所示，在两个 dll 里面都定义了 F.Foo 类型

//a.dll

namespace F
{
	public class Foo
	{

	}
}

//b.dll

namespace F
{
	public class Foo
	{
		
	}
}

这时就可以使用 extern alias 关键词

参见：C#用extern alias解决两个assembly中相同的类型全名 - fresky - 博客园

字符串

大家看到了 C# 6.0 的$，是不是可以和@一起？

            var str = "kktpqfThiq";
            string foo = $@"换行{str}";

注意两个的顺序，反过来直接告诉你代码不能这样写

此知识点不再适用，因为在 C# 8.0 的时候，可以按照任意的顺序使用 $ 和 @ 标记。详细请看 $ - 字符串内插 - C# 参考 特别感谢 592844340 群内热心人员勘误

特殊关键字

实际上有下面几个关键字是没有详细的文档，可能只有微软的编译器才知道

__makeref

__reftype

__refvalue

__arglist

不过在 C# 7.2 可以使用其他的关键字做到一些功能，详细请看我的 C# 7.0 博客

使用 Unions （C++ 一样的）

如果看到 C++ 可以使用内联，不要说 C# 没有这个功能，实际上也可以使用 FieldOffset 特性实现和 C++ 一样的内联的功能 ，请看下面代码

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public class A
{
    [FieldOffset(0)]
    public byte One;

    [FieldOffset(1)]
    public byte Two;

    [FieldOffset(2)]
    public byte Three;

    [FieldOffset(3)]
    public byte Four;

    [FieldOffset(0)]
    public int Int32;
}

如下面代码就定义了int变量，修改这个变量就是修改其他的三个变量

     static void Main(string[] args)
    {
        A a = new A { Int32 = int.MaxValue };

        Console.WriteLine(a.Int32);
        Console.WriteLine("{0:X} {1:X} {2:X} {3:X}", a.One, a.Two, a.Three, a.Four);

        a.Four = 0;
        a.Three = 0;
        Console.WriteLine(a.Int32);
    }

运行代码可以看到输出如下

2147483647
FF FF FF 7F
65535

可以看到修改其中某个值都会相互影响，这几个值共用了相同的一个内存空间

接口默认方法

实际上可以给接口使用默认方法，使用的方式如下

public static void Foo(this IF1 foo)
{
     //实际上大家也看到是如何定义
}

当然了，在 C# 8.0 还有更直接的方法，详细请看 在 C# 中使用默认接口方法安全地更新接口

stackalloc

很多人都不知道这个科技，这是不安全代码，从栈申请空间

int* block = stackalloc int[100]; 

使用的时候需要小心你的栈也许会炸掉

参见：stackalloc

指定编译

这个是一个有趣的特性实现的功能，是一个编译器技术，写给编译器看的特性。使用 Conditional 特性可以让代码在指定条件不使用，如下面的代码，规定了只有在 DEBUG 宏定义的时候才让 F2 方法生效。因此在 Release 下就不会使用 F2 方法了

    public sealed clas Foo
    {
        public Foo F1()
        {
            Console.WriteLine("进入F1");
            return this;
        }

        [Conditional("DEBUG")]
        public void F2()
        {
            Console.WriteLine("F2");
        }
    }

简单让代码跑一下

        static void Main(string[] args)
        {
            var foo = new Foo();
            foo.F1();
            foo.F2();
        }

结果是什么，大家也知道，在 Debug 和 Release 输出是不相同。但是这么简单的怎么会在这里说呢，请大家看看这个代码输出什么

     static void Main(string[] args)
     {
         var foo = new Foo();
         foo.F1().F2();
     }

实际上在 Release 下什么都不会输出，此时的 F1 不会被执行

true 判断

下面写个见鬼的代码

            var foo = new Foo(10);

            if (foo)
            {
                Console.WriteLine("我的类没有继承 bool ，居然可以这样写");
            }

没错 Foo 没有继承 bool 居然可以这样写

实际上就是重写 true 方法，请看代码

    public class Foo
    {
        public Foo(int value)
        {
            _count = value;
        }

        private readonly int _count;

        public static bool operator true(Foo mt)
        {
            return mt._count > 0;
        }

        public static bool operator false(Foo mt)
        {
            return mt._count < 0;
        }
    }

是不是觉得很多有人这样写，下面让大家看一个很少人会知道的科技，感谢walterlv 提供

重写运算返回

很少人知道实际上重写 == 可以返回任意的类型，而不是只有 bool 类型，请看下面代码

是可以编译通过的，因为我重写运算

   class Foo
    {
        public int Count { get; set; }
     
        public static string operator ==(Foo f1, Foo f2)
        {
            if (f1?.Count == f2?.Count)
            {
                return "lindexi";
            }

            return "";
        }

        public static string operator !=(Foo f1, Foo f2)
        {
            return "";
        }
    }

可以重写的运算很多，返回值可以自己随意定义

await 任何类型

等待任意的类型，包括已定义的基础类型，如下面代码

await "林德熙逗比";

await "不告诉你";

这个代码是可以编译通过的，但是只有在我的设备。在看了这个博客之后，可能你也可以在你的设备编译

其实 await 是可以写很多次的，如下面代码

await await await await await await await await await await await await await await await await await await await await await await await "林德熙逗比";

变量名使用中文

实际上在C#支持所有 Unicode 字符，这是编译器支持的，所以变量名使用中文也是可以的，而且可以使用特殊的字符

        public string H\u00e5rføner()
        {
            return "可以编译";
        }

if this == null

一般看到下面的代码都觉得是不可能进入输出的

if (this == null) Console.WriteLine("this is null");

如果在 if 里面都能使用 this == null 成立，那么一定是vs炸了。实际上这个代码还是可以运行的

在一般的函数，如下面的 Foo 函数，在调用就需要使用f.Foo()的方法，方法里 this 就是 f 这个对象，如果 f == null那么在调用方法就直接不让运行，如何到方法里的判断

f.Foo(); //如果 f 为空，那么这里就不执行

void Foo()
{
   // 如果 this 为空，怎么可以调用这个方法
   if (this == null) Console.WriteLine("this is null");
}

实际上是可以做的，请看（C#）if (this == null)？你在逗我，this 怎么可能为 null！用 IL 编译和反编译看穿一切 - walterlv 这篇博客

如上面博客，关键在修改 callvirt 为 call 调用，直接修改 IL 可以做出很多特殊的写法

那么这个可以用在哪里？可以用在防止大神反编译，如需要使用下面逻辑

//执行的代码

//不执行的代码

此时简单的反编译也许会这么写

if(true)
{
   //执行的代码
}
else
{
   //不执行的代码 
}

但是直接写 true 很容易让反编译看到不使用代码，而且在优化代码会被去掉，所以可以使用下面代码

if(this == null)
{
   //执行的代码
}
else
{
   //不执行的代码 
}

实际在微软代码也是这样写，点击string的实现源代码可以看到微软代码

重载的运算符

实际上我可以将 null 强转某个类，创建一个新的对象，请看代码

Fantastic fantastic = (FantasticInfo) null;
fantastic.Foo();

这里的 FantasticInfo 和 Fantastic 没有任何继承关系，而且调用 Foo 不会出现空引用，也就是 fantastic 是从一个空的对象创建出来的

是不是觉得上面的科技很黑，实际原理没有任何黑的科技，请看代码

    public class Fantastic
    {
        private Fantastic()
        {
        }

        public static implicit operator Fantastic(FantasticInfo value) => new Fantastic();

        public void Foo()
        {
        }
    }

    public class FantasticInfo
    {
    }

通过这个方式可以让开发者无法直接创建 Fantastic 类，而且在不知道 FantasticInfo 的情况无法创建 Fantastic 也就是让大家需要了解 FantasticInfo 才可以通过上面的方法创建，具体请看只有你能 new 出来！.NET 隐藏构造函数的 n 种方法（Builder Pattern / 构造器模式） - walterlv

课件链接： https://r302.cc/J4gxOX

当然还有新的 C# 7.0 和 C# 8.0 的新的语法

例如下面的内部方法返回自身

方法返回自身可以接近无限调用

有一天我看到了下面的代码，你猜小伙伴用什么代码定义了 Foo 这个代码？

Foo()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()()();

其实只需要定义一个委托，用内部方法实现委托，因为内部方法是可以返回自身，于是就可以使用5行代码写出 Foo 的定义

        delegate Foo Foo(); // 定义委托

static void Main(string[] args)
{
    Foo Foo() // 定义内部方法
    {
        return Foo;
    }
}

不过括号还不可以无限使用，因为编译器有一个表达式的长度限制

无限长度的委托调用

试试这个代码，也许你可以无限写下去，只要 Roslyn 不会炸就可以

 delegate Fx Fx(Fx fx);
 Fx fx = fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx =>
                fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx => fx;

以下部分准确来说是 .NET 提供的功能，请问 C# 和 .NET 是什么关系？其实我也无法用一两句话说清，扔掉了 .NET 依然可以用 C# 写程序，反过来扔掉 C# 也依然能用 .NET 写程序

表达式树获取函数命名

定义一个类，下面通过表达式树从类获得函数命名

    class Foo
    {
        public void KzcSevfio()
        {
        }
    }

       static void Main(string[] args)
        {
            GetMethodName<Foo>(foo => foo.KzcSevfio());
        }

        private static void GetMethodName<T>(Expression<Action<T>> action) where T : class
        {
            if (action.Body is MethodCallExpression expression)
            {
                Console.WriteLine(expression.Method.Name);
            }
        }

这样就可以拿到函数的命名

DebuggerDisplay

如果想要在调试的时候，鼠标移动到变量显示他的信息，可以重写类的 ToString

    public sealed class Foo
    {
        public int Count { get; set; }

        public override string ToString()
        {
            return Count.ToString();
        }
    }

但是如果 ToString 被其他地方用了，如何显示？

微软告诉大家，使用 DebuggerDisplay 特性

    [DebuggerDisplay("{DebuggerDisplay}")]
    public sealed class Foo
    {
        public int Count { get; set; }

        private string DebuggerDisplay => $"(count {Count})";
    }

他可以使用私有的属性、字段，使用方法很简单

参见Using the DebuggerDisplay Attribute

数字格式

string format = "000;-#;(0)";

string pos = 1.ToString(format);     // 001
string neg = (-1).ToString(format);  // -1
string zer = 0.ToString(format);     // (0)

参见：自定义数字格式字符串

调用堆栈

如果需要获得调用方法的堆栈，可以使用这个文章的方法

  class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var foo = new Foo();
            foo.F1();
        }
    }

    public sealed class Foo
    {
        public void F1()
        {
            F2();
        }

        void F2()
        {
            var stackTrace = new StackTrace();
            var n = stackTrace.FrameCount;
            for (int i = 0; i < n; i++)
            {
                Console.WriteLine(stackTrace.GetFrame(i).GetMethod().Name);
            }
        }
    }

输出

F2
F1

参见：WPF 判断调用方法堆栈

欢迎加入 dotnet 职业技术学院 https://t.me/dotnet_campus 使用 Telegram 方法请看 如何使用 Telegram

特别感谢

特别感谢 吕毅 - walterlv 提供的逗比代码

特别感谢队长提供的 博客。本文开头为了更准确的描述，于是抄了队长的博客内容