C#4.0新特性之二:Named and Optional Parameters (2) 剖析篇


在上一篇介紹該特性的文章里, 大家都在說這是vb里已經有的東西. 切不管c#的發展方向, 我們剖析一下這個特性的實現原理:

首先,還是看一個例子:

 1     class  Program
 2     {
 3        static void Main(string[] args)
 4        {
 5            var foo1 = new Foo();
 6            foo1.Do1(1,"fan");
 7            foo1.Do2(2,"onlyvc");
 8            foo1.Do2(3);
 9            foo1.Do2(b : "only");
10            foo1.Do2(b: "only", a: 2);
11
12            Console.ReadLine();
13        }

14    }

15
16      public   class  Foo
17      {
18        public void Do1(int a, string b) { Console.WriteLine(a.ToString()+b+"\n"); }
19        public void Do2(int a=0string b="fanweixiao"{ Console.WriteLine(a.ToString()+b+"\n"); }
20    }


看過上一篇文章的朋友肯定知道答案是什么了, 用Reflector看看: 

1 public   class  Foo
2 {
3    // Methods
4    public Foo();
5    public void Do1(int a, string b);
6    public void Do2([Optional, DefaultParameterValue(0)] int a, [Optional, DefaultParameterValue("fanweixiao")] string b);
7}

8
9


對於Do2()的方法的定義增加了兩個attribute: Optional和DefaultParameterValue. 這不是新東西, 我們在2.0時代就可以定義這樣的方法:

1 public   void  SayHello([System.Runtime.InteropServices.Optional][System.Runtime.InteropServices.DefaultParameterValue( " fanweixiao " )]  string  name)
2 {
3    Console.Write(name);
4}


只是在c#里調用SayHello()這個函數是必須把參數都寫全的. 那么接下來我們看看IL的樣子:

 1 .class   public   auto   ansi   beforefieldinit  Foo
 2      extends  [mscorlib]System.Object
 3 {
 4      .method   public   hidebysig   specialname   rtspecialname   instance   void  .ctor()  cil   managed
 5     {
 6     }
 7
 8      .method   public   hidebysig   instance   void  Do1( int32  a,  string  b)  cil   managed
 9     {
10     }
11
12      .method   public   hidebysig   instance   void  Do2([opt]  int32  a, [opt]  string  b)  cil   managed
13     {
14         .param [ 1 ] =  int32 ( 0 )
15         .param [ 2 ] =  string ( ' fanweixiao ' )
16     }
17 }


Do2()這個方法里有兩個特殊的東西: opt和.param, 在CLI Spec文檔里就有這兩個東東的詳細說明, 簡要來說,有了opt修飾的參數,那么他就是可選的,所有opt修飾的參數要用.param指定類型和默認值,注意這里.param[]的下標是從1開始的,.param[0] 表示的是函數返回值. 而這個.param指定的參數其實是常量值constant value, 只所以能夠變化是因為在編譯期間這個值是可以被callsite(調用者)所越權操作,剝奪起政治權利終身的. 所以這個可選參數特性的關鍵點在於調用的時候編譯器做了什么. 看實際調用的情況:

 1 private   static   void  Main( string [] args)
 2 {
 3    Foo foo1 = new Foo();
 4    foo1.Do1(1"fan");
 5    foo1.Do2(2"onlyvc");
 6    foo1.Do2(3"fanweixiao");
 7    string CS$0$0000 = "only";
 8    foo1.Do2(0CS$0$0000);
 9    CS$0$0000 = "only";
10    int CS$0$0001 = 2
;
11    foo1.Do2(CS$0$0001, CS$0$0000
);
12    Console.ReadLine();
13}


其實這是編譯時就確定了要傳遞的參數的值了, 默認值被編譯器從方法里"提取"了出來. 再看IL: 

 1 .method   private   hidebysig  static  void  Main( string [] args)  cil   managed
 2 {
 3      .entrypoint
 4      .maxstack   3
 5      .locals   init  (
 6         [ 0 class  LearnCSharp4.Foo foo1,
 7         [ 1 string  CS$ 0 $ 0000 ,
 8         [ 2 int32  CS$ 0 $ 0001 )
 9      L_0000:   nop  
10      L_0001:   newobj   instance   void  LearnCSharp4.Foo::.ctor()
11      L_0006:   stloc.0  
12      L_0007:   ldloc.0  
13      L_0008:   ldc.i4.1  
14      L_0009:   ldstr   " fan "
15      L_000e:   callvirt   instance   void  LearnCSharp4.Foo::Do1( int32 string )
16      L_0013:   nop  
17      L_0014:   ldloc.0  
18      L_0015:   ldc.i4.2  
19      L_0016:   ldstr   " onlyvc "
20      L_001b:   callvirt   instance   void  LearnCSharp4.Foo::Do2( int32 string )
21      L_0020:   nop  
22      L_0021:   ldloc.0  
23      L_0022:   ldc.i4.3  
24      L_0023:   ldstr "fanweixiao"
25      L_0028:   callvirt   instance   void  LearnCSharp4.Foo::Do2( int32 string )
26      L_002d:   nop  
27      L_002e:   ldloc.0  
28      L_002f:   ldstr   " only "
29      L_0034:   stloc.1  
30      L_0035:   ldc.i4.0  
31      L_0036:   ldloc.1  
32      L_0037:   callvirt   instance   void  LearnCSharp4.Foo::Do2( int32 string )
33      L_003c: nop 
34    L_003d: ldloc.0
 
35    L_003e: ldstr "only"

36    L_0043: stloc.1 
37    L_0044: ldc.i4.2
 
38    L_0045: stloc.2
 
39    L_0046: ldloc.2
 
40    L_0047: ldloc.1
 
41    L_0048: callvirt instance void LearnCSharp4.Foo::Do2(int32string
)
42    L_004d: nop
 
43      L_004e:   call   string  [mscorlib]System.Console::ReadLine()
44      L_0053:   pop  
45      L_0054:   ret  
46 }


我們看大字體的部分, stloc(存東西到變量)的順序是先1后2, 很明顯是先存放了string然后存int的值,這跟我們寫的調用的參數(b:"only",a:2)是一致的,然后在L_0046和L_0047這兩句里顛倒了ldloc(從變量里讀東西)的順序, 所以這樣就能正常的調用Do2(int32, string)這個函數了.

原理清楚了, 那么下面這個demo應該輸出什么值也就很清楚了吧:

 1 static   void  Main( string [] args)
 2 {
 3    int i = 0;
 4    Do(i: i++, k: i++, j: i++);
 5    Console.ReadLine();
 6}

 7
 8 static   void  Do( int  i  =   0 int  j  =   0 int  k  =   0 )
 9 {
10    Console.WriteLine(string.Format("{0} -> {1} -> {2}", i, j, k)); 
11}


沒錯, 應該顯示0,2,1

更詳細的關於這里CLI的解釋可以參考這篇blog.
其他C#4.0新特性的文章:
C#4.0新特性之二:Named and Optional Parameters (1)
c#4.0新特性之一: Dynamic Lookup (2)

c#4.0新特性之一: Dynamic Lookup (1) 


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