你所不知道的 C# 中的細節

你所不知道的 C# 中的細節

前言#

有一個東西叫做鴨子類型，所謂鴨子類型就是，隻要一個東西表現得像鴨子那麼就能推出這玩意就是鴨子。

C# 裡面其實也暗藏了很多類似鴨子類型的東西，但是很多開發者并不知道，是以也就沒法好好利用這些東西，那麼今天我細數一下這些藏在編譯器中的細節。

不是隻有 Task 和 ValueTask 才能 await#

在 C# 中編寫異步代碼的時候，我們經常會選擇将異步代碼包含在一個 Task 或者 ValueTask 中，這樣調用者就能用 await 的方式實作異步調用。

西卡西，并不是隻有 Task 和 ValueTask 才能 await。Task 和 ValueTask 背後明明是由線程池參與排程的，可是為什麼 C# 的 async/await 卻被說成是 coroutine 呢？

因為你所 await 的東西不一定是 Task/ValueTask，在 C# 中隻要你的類中包含 GetAwaiter() 方法和 bool IsCompleted 屬性，并且 GetAwaiter() 傳回的東西包含一個 GetResult() 方法、一個 bool IsCompleted 屬性和實作了 INotifyCompletion，那麼這個類的對象就是可以 await 的 。

是以在封裝 I/O 操作的時候，我們可以自行實作一個 Awaiter，它基于底層的 epoll/IOCP 實作，這樣當 await 的時候就不會建立出任何的線程，也不會出現任何的線程排程，而是直接讓出控制權。而 OS 在完成 I/O 調用後通過 CompletionPort (Windows) 等通知使用者态完成異步調用，此時恢複上下文繼續執行剩餘邏輯，這其實就是一個真正的 stackless coroutine。

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public class MyTask

{

public MyAwaiter<T> GetAwaiter()
{
    return new MyAwaiter<T>();
}           

}

public class MyAwaiter : INotifyCompletion

public bool IsCompleted { get; private set; }
public T GetResult()
{
    throw new NotImplementedException();
}
public void OnCompleted(Action continuation)
{
    throw new NotImplementedException();
}           

public class Program

static async Task Main(string[] args)
{
    var obj = new MyTask<int>();
    await obj;
}           

事實上，.NET Core 中的 I/O 相關的異步 API 也的确是這麼做的，I/O 操作過程中是不會有任何線程配置設定等待結果的，都是 coroutine操作：I/O 操作開始後直接讓出控制權，直到 I/O 操作完畢。而之是以有的時候你發現 await 前後線程變了，那隻是因為 Task 本身被排程了。

UWP 開發中所用的 IAsyncAction/IAsyncOperation 則是來自底層的封裝，和 Task 沒有任何關系但是是可以 await 的，并且如果用 C++/WinRT 開發 UWP 的話，傳回這些接口的方法也都是可以 co_await 的。

不是隻有 IEnumerable 和 IEnumerator 才能被 foreach#

經常我們會寫如下的代碼：

foreach (var i in list)

// ......           

然後一問為什麼可以 foreach，大多都會回複因為這個 list 實作了 IEnumerable 或者 IEnumerator。

但是實際上，如果想要一個對象可被 foreach，隻需要提供一個 GetEnumerator() 方法，并且 GetEnumerator() 傳回的對象包含一個 bool MoveNext() 方法加一個 Current 屬性即可。

class MyEnumerator

public T Current { get; private set; }
public bool MoveNext()
{
    throw new NotImplementedException();
}           

class MyEnumerable

public MyEnumerator<T> GetEnumerator()
{
    throw new NotImplementedException();
}           

class Program

public static void Main()
{
    var x = new MyEnumerable<int>();
    foreach (var i in x)
    {
        // ......
    }
}           

不是隻有 IAsyncEnumerable 和 IAsyncEnumerator 才能被 await foreach#

同上，但是這一次要求變了，GetEnumerator() 和 MoveNext() 變為 GetAsyncEnumerator() 和 MoveNextAsync()。

其中 MoveNextAsync() 傳回的東西應該是一個 Awaitable，至于這個 Awaitable 到底是什麼，它可以是 Task/ValueTask，也可以是其他的或者你自己實作的。

class MyAsyncEnumerator

public T Current { get; private set; }
public MyTask<bool> MoveNextAsync()
{
    throw new NotImplementedException();
}           

class MyAsyncEnumerable

public MyAsyncEnumerator<T> GetAsyncEnumerator()
{
    throw new NotImplementedException();
}           

public static async Task Main()
{
    var x = new MyAsyncEnumerable<int>();
    await foreach (var i in x)
    {
        // ......
    }
}           

ref struct 要怎麼實作 IDisposable#

衆所周知 ref struct 因為必須在棧上且不能被裝箱，是以不能實作接口，但是如果你的 ref struct 中有一個 void Dispose() 那麼就可以用 using 文法實作對象的自動銷毀。

ref struct MyDisposable

public void Dispose() => throw new NotImplementedException();           

public static void Main()
{
    using var y = new MyDisposable();
    // ......
}           

不是隻有 Range 才能使用切片#

C# 8 引入了 Ranges，允許切片操作，但是其實并不是必須提供一個接收 Range 類型參數的 indexer 才能使用該特性。

隻要你的類可以被計數（擁有 Length 或 Count 屬性），并且可以被切片（擁有一個 Slice(int, int) 方法），那麼就可以用該特性。

class MyRange

public int Count { get; private set; }
public object Slice(int x, int y) => throw new NotImplementedException();           

public static void Main()
{
    var x = new MyRange();
    var y = x[1..];
}           

不是隻有 Index 才能使用索引#

C# 8 引入了 Indexes 用于索引，例如使用 ^1 索引倒數第一個元素，但是其實并不是必須提供一個接收 Index 類型參數的 indexer 才能使用該特性。

隻要你的類可以被計數（擁有 Length 或 Count 屬性），并且可以被索引（擁有一個接收 int 參數的索引器），那麼就可以用該特性。

class MyIndex

public int Count { get; private set; }
public object this[int index]
{
    get => throw new NotImplementedException();
}           

public static void Main()
{
    var x = new MyIndex();
    var y = x[^1];
}           

作者： hez2010

出處：

https://www.cnblogs.com/hez2010/p/12606419.html