淺談 C# 可變參數(shù) params
前言
在群里看到群友寫了一個基礎(chǔ)框架，其中涉及到關(guān)于同一個詞語可以添加多個近義詞的一個場景。當(dāng)時群友的設(shè)計是類似字典的設(shè)計，直接添加k-v的操作，本人看到后思考了一下覺得使用c#中的params可以更優(yōu)雅的實現(xiàn)一個key同時添加一個集合的操作，看起來會更優(yōu)雅一點，這期間還有群友說道params和數(shù)組有啥區(qū)別的問題。本篇文章就來大致的說一下。
示例
params是c#的一個關(guān)鍵字，用用漢語來說的話叫可變參數(shù)，這里的可變，不是說的類型可變，而是指的個數(shù)可變，這是c#的一個基礎(chǔ)關(guān)鍵字，相信大家都有一定的了解，今天咱們就來進一步看一下c#的可變參數(shù)params。首先來看一下簡單的自定義使用，隨便定義一個方法
定義可變參數(shù)類型的時候需要有幾個注意點?params修飾在參數(shù)的前面且參數(shù)類型得是一維數(shù)組類型 params修飾的參數(shù)默認是可以不傳遞的 params參數(shù)不能用ref或out修飾且不能手動給默認值調(diào)用的時候更簡單了，如下所示 由上面的示例可知，使用可變參數(shù)最大的優(yōu)勢就是你可以傳遞一個不確定個數(shù)的集合類型并且不用聲明單獨的類型去包裝，這種場景特別適合傳遞參數(shù)不確定的場景，比如我們經(jīng)常使用到的 探究本質(zhì) 通過上面我們了解到的params的遍歷性，當(dāng)集合參數(shù)個數(shù)不確定的時候是使用可變參數(shù)的最佳場景，看著很神奇很便捷，本質(zhì)到底是什么呢？之前樓主也沒有在意這個問題，直到前幾天懷揣著好奇的心情看了一下。廢話不多說，我們直接借助 通過 通過上面的IL代碼可以看到確實是一個語法糖，編譯完之后一切塵歸塵土歸土還是一個數(shù)組類型，類型是和params修飾的那個數(shù)組類型是一致的。接下來我們再來看一下ParamtesDemo這個方法的IL代碼是啥樣的 一切了然，本質(zhì)就是那個數(shù)組。我們上面還提到了params修飾的參數(shù)默認不傳遞的話也不會報錯，這究竟是為什么呢，我們就用IL代碼來看一下究竟進行了何等操作吧 原來這得感謝編譯器，如果默認不傳遞params修飾的參數(shù)的話，默認它會幫我們生成一個這個類型的 擴展知識 我們上面提到了 params參數(shù)也可以為null值，默認不會報錯，但是需要進行判斷，否則程序處理null可能會報錯。在這里我們可以看到把params參數(shù)傳遞給ParamsArray進行包裝，我們可以看一下ParamsArray類本身的定義，這個類是一個struct類型的 ParamsArray是一個值類型，目的就是為了把params參數(shù)的值給包裝起來提供讀相關(guān)的操作。根據(jù)二八法則來看，params大部分場景的參數(shù)個數(shù)或者高頻訪問可能是存在于數(shù)組的前幾位元素上，所以使用ParamsArray針對熱點元素提供了快速訪問的方式，略微有一點像Java中的IntegerCache的設(shè)計。這個結(jié)構(gòu)體是internal類型的，默認程序集之外是沒辦法訪問的，我當(dāng)時看到的時候比較好奇，就多看了一眼，感覺設(shè)計思路還是考慮的比較周到的。 總結(jié) 本文主要簡單的聊一下c#可變參數(shù)params的本質(zhì)，了解到了其實就是一個語法糖，編譯完成之后本質(zhì)還是一個 新年伊始，聊一點個人針對學(xué)習(xí)的看法。學(xué)習(xí)最理想的結(jié)果就是把接觸到的知識進行一定的抽象，轉(zhuǎn)換為概念或者一種思維方式，然后細化這種思維，讓它成為細顆粒度的知識點，然后我們通過不斷的接觸不斷的積累，后者不同領(lǐng)域的接觸等，不斷吸收壯大這個思維庫。然后當(dāng)看到一個新的問題的時候，或者需要思考的時候，能達到快速的多角度的整合這些思維碎片，得到一個更好的思路或解決問題的辦法，這也許是一種更行之有效的狀態(tài)。類比到我們架構(gòu)設(shè)計上來說，以前的思維方式是一種類似單體應(yīng)用的方式，靈活性差擴展性更差，后來微服務(wù)概念大行其道，更多獨立的服務(wù)相互協(xié)調(diào)工作，形成一種更強大的聚合力。static void ParamtesDemo(string className, params string[] names)
{
Console.WriteLine($"{className}的學(xué)生有:{string.Join(",", names)}");
}ParamtesDemo("小四班", "jordan", "kobe", "james", "curry");
// 如果不傳遞值也不會報錯
// ParamtesDemo("小四班");string.Format就是使用的可變參數(shù)類型。ILSpy工具看一下反編譯之后的源碼[CompilerGenerated]
internal class Program
{
private static void <Main>$(string[] args)
{
//聲明了一個數(shù)組
ParamtesDemo("小四班", new string[4] { "jordan", "kobe", "james", "curry" });
Console.ReadKey();
//已經(jīng)沒有params關(guān)鍵字了，就是一個數(shù)組
static void ParamtesDemo(string className, string[] names)
{
Console.WriteLine(className + "的學(xué)生有:" + string.Join(",", names));
}
}
}ILSpy反編譯的源碼我們可以看到params是一個語法糖，其實就是增加了編程效率，本質(zhì)在編譯的時候會被具體的聲明的數(shù)組類型替代，不參與到運行時。這個時候如果你懷疑反編譯的代碼有問題，可以直接通過ILSpy看生成的IL代碼，由于IL代碼比較長，首先看一下Main方法// Methods
.method private hidebysig static
void '<Main>$' (
string[] args
) cil managed
{
// Method begins at RVA 0x2092
// Header size: 1
// Code size: 57 (0x39)
.maxstack 8
.entrypoint
// ParamtesDemo("小四班", new string[4] { "jordan", "kobe", "james", "curry" });
IL_0000: ldstr "小四班"
IL_0005: ldc.i4.4
//通過newarr可知確實是聲明了一個數(shù)組類型
IL_0006: newarr [System.Runtime]System.String
IL_000b: dup
IL_000c: ldc.i4.0
IL_000d: ldstr "jordan"
IL_0012: stelem.ref
IL_0013: dup
IL_0014: ldc.i4.1
IL_0015: ldstr "kobe"
IL_001a: stelem.ref
IL_001b: dup
IL_001c: ldc.i4.2
IL_001d: ldstr "james"
IL_0022: stelem.ref
IL_0023: dup
IL_0024: ldc.i4.3
IL_0025: ldstr "curry"
IL_002a: stelem.ref
// 這個地方調(diào)用了ParamtesDemo，第二個參數(shù)確實是一個數(shù)組類型
IL_002b: call void Program::'<<Main>$>g__ParamtesDemo|0_0'(string, string[])
// Console.ReadKey();
IL_0030: nop
IL_0031: call valuetype [System.Console]System.ConsoleKeyInfo [System.Console]System.Console::ReadKey()
IL_0036: pop
// }
IL_0037: nop
IL_0038: ret
} // end of method Program::'<Main>$' //names也是一個數(shù)組
.method assembly hidebysig static
void '<<Main>$>g__ParamtesDemo|0_0' (
string className,
string[] names
) cil managed
{
.custom instance void System.Runtime.CompilerServices.NullableContextAttribute::.ctor(uint8) = (
01 00 01 00 00
)
.custom instance void [System.Runtime]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
01 00 00 00
)
// Method begins at RVA 0x20d5
// Header size: 1
// Code size: 30 (0x1e)
.maxstack 8
// {
IL_0000: nop
// Console.WriteLine(className + "的學(xué)生有:" + string.Join(",", names));
IL_0001: ldarg.0
IL_0002: ldstr "的學(xué)生有:"
IL_0007: ldstr ","
IL_000c: ldarg.1
IL_000d: call string [System.Runtime]System.String::Join(string, string[])
IL_0012: call string [System.Runtime]System.String::Concat(string, string, string)
IL_0017: call void [System.Console]System.Console::WriteLine(string)
// }
IL_001c: nop
IL_001d: ret
} // end of method Program::'<<Main>$>g__ParamtesDemo|0_0'// Methods
.method private hidebysig static
void '<Main>$' (
string[] args
) cil managed
{
// Method begins at RVA 0x2092
// Header size: 1
// Code size: 24 (0x18)
.maxstack 8
.entrypoint
// ParamtesDemo("小四班", Array.Empty<string>());
IL_0000: ldstr "小四班"
// 本質(zhì)是編譯的時候幫我們聲明了一個空數(shù)組Array::Empty<string>
IL_0005: call !!0[] [System.Runtime]System.Array::Empty<string>()
IL_000a: call void Program::'<<Main>$>g__ParamtesDemo|0_0'(string, string[])
// Console.ReadKey();
IL_000f: nop
IL_0010: call valuetype [System.Console]System.ConsoleKeyInfo [System.Console]System.Console::ReadKey()
IL_0015: pop
// }
IL_0016: nop
IL_0017: ret
} // end of method Program::'<Main>$'空數(shù)組，這里需要注意的不是null,所以代碼不會報錯，只是沒有數(shù)據(jù)。string.Format也是基于params實現(xiàn)的，畢竟Format具體的參數(shù)依賴于前面聲明的字符串的占位符個數(shù)。在翻看相關(guān)代碼的時候還發(fā)現(xiàn)了一個ParamsArray這個類，用來包裝params可變參數(shù)，簡單的來說就是便于快速操作params，這個我是在Format方法中發(fā)現(xiàn)的，源代碼如下public static string Format(string format, params object?[] args)
{
if (args == null)
{
throw new ArgumentNullException((format == null) ? nameof(format) : nameof(args));
}
return FormatHelper(null, format, new ParamsArray(args));
}internal readonly struct ParamsArray
{
//定義是三個數(shù)組分別去承載當(dāng)傳遞進來的params不同個數(shù)時的數(shù)據(jù)
private static readonly object?[] s_oneArgArray = new object?[1];
private static readonly object?[] s_twoArgArray = new object?[2];
private static readonly object?[] s_threeArgArray = new object?[3];
//定義三個值分別存儲params的第0、1、2個參數(shù)的值
private readonly object? _arg0;
private readonly object? _arg1;
private readonly object? _arg2;
//承載最原始的params值
private readonly object?[] _args;
//params值為1個的時候
public ParamsArray(object? arg0)
{
_arg0 = arg0;
_arg1 = null;
_arg2 = null;
_args = s_oneArgArray;
}
//params值為2個的時候
public ParamsArray(object? arg0, object? arg1)
{
_arg0 = arg0;
_arg1 = arg1;
_arg2 = null;
_args = s_twoArgArray;
}
//params值為3個的時候
public ParamsArray(object? arg0, object? arg1, object? arg2)
{
_arg0 = arg0;
_arg1 = arg1;
_arg2 = arg2;
_args = s_threeArgArray;
}
//直接包裝整個params的值
public ParamsArray(object?[] args)
{
//直接取出來值緩存
int len = args.Length;
_arg0 = len > 0 ? args[0] : null;
_arg1 = len > 1 ? args[1] : null;
_arg2 = len > 2 ? args[2] : null;
_args = args;
}
public int Length => _args.Length;
public object? this[int index] => index == 0 ? _arg0 : GetAtSlow(index);
//判斷是否從承載的緩存中取值
private object? GetAtSlow(int index)
{
if (index == 1)
return _arg1;
if (index == 2)
return _arg2;
return _args[index];
}
}數(shù)組。它的好處就是當(dāng)我們不確定集合個數(shù)的時候，可以靈活的使用params進行參數(shù)傳遞，不用自行定義一個集合類型。然后微軟針對params在內(nèi)部實現(xiàn)了一個ParamsArray結(jié)構(gòu)體進行對params包裝，提升params類型的訪問。