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C#可變參數(shù)params示例詳解

 更新時(shí)間:2022年02月08日 14:15:09   作者:yi念之間  
params是c#的一個(gè)關(guān)鍵字,用用漢語(yǔ)來(lái)說(shuō)的話(huà)叫可變參數(shù),這里的可變,不是說(shuō)的類(lèi)型可變,而是指的個(gè)數(shù)可變,這是c#的一個(gè)基礎(chǔ)關(guān)鍵字,相信大家都有一定的了解,本篇文章就來(lái)大致的說(shuō)一下C#可變參數(shù)params

前言

前幾天在群里看到群友寫(xiě)了一個(gè)基礎(chǔ)框架,其中設(shè)計(jì)到關(guān)于同一個(gè)詞語(yǔ)可以添加多個(gè)近義詞的一個(gè)場(chǎng)景。當(dāng)時(shí)群友的設(shè)計(jì)是類(lèi)似字典的設(shè)計(jì),直接添加k-v的操作,本人看到后思考了一下覺(jué)得使用c#中的params可以更優(yōu)雅的實(shí)現(xiàn)一個(gè)key同時(shí)添加一個(gè)集合的操作,看起來(lái)會(huì)更優(yōu)雅一點(diǎn),這期間還有群友說(shuō)道params和數(shù)組有啥區(qū)別的問(wèn)題。本篇文章就來(lái)大致的說(shuō)一下。

示例

params是c#的一個(gè)關(guān)鍵字,用用漢語(yǔ)來(lái)說(shuō)的話(huà)叫可變參數(shù),這里的可變,不是說(shuō)的類(lèi)型可變,而是指的個(gè)數(shù)可變,這是c#的一個(gè)基礎(chǔ)關(guān)鍵字,相信大家都有一定的了解,今天咱們就來(lái)進(jìn)一步看一下c#的可變參數(shù)params。首先來(lái)看一下簡(jiǎn)單的自定義使用,隨便定義一個(gè)方法

static void ParamtesDemo(string className, params string[] names)
{
    Console.WriteLine($"{className}的學(xué)生有:{string.Join(",", names)}");
}

定義可變參數(shù)類(lèi)型的時(shí)候需要有幾個(gè)注意點(diǎn)

  • params修飾在參數(shù)的前面且參數(shù)類(lèi)型得是一維數(shù)組類(lèi)型
  • params修飾的參數(shù)默認(rèn)是可以不傳遞的
  • params參數(shù)不能用ref或out修飾且不能手動(dòng)給默認(rèn)值

調(diào)用的時(shí)候更簡(jiǎn)單了,如下所示

ParamtesDemo("小四班", "jordan", "kobe", "james", "curry");
// 如果不傳遞值也不會(huì)報(bào)錯(cuò)
// ParamtesDemo("小四班");

由上面的示例可知,使用可變參數(shù)最大的優(yōu)勢(shì)就是你可以傳遞一個(gè)不確定個(gè)數(shù)的集合類(lèi)型并且不用聲明單獨(dú)的類(lèi)型去包裝,這種場(chǎng)景特別適合傳遞參數(shù)不確定的場(chǎng)景,比如我們經(jīng)常使用到的string.Format就是使用的可變參數(shù)類(lèi)型。

探究本質(zhì)

通過(guò)上面我們了解到的params的遍歷性,當(dāng)集合參數(shù)個(gè)數(shù)不確定的時(shí)候是使用可變參數(shù)的最佳場(chǎng)景,看著很神奇很便捷,本質(zhì)到底是什么呢?之前樓主也沒(méi)有在意這個(gè)問(wèn)題,直到前幾天懷揣著好奇的心情看了一下。廢話(huà)不多說(shuō),我們直接借助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(gè)數(shù)組
		ParamtesDemo("小四班", new string[4] { "jordan", "kobe", "james", "curry" });
        Console.ReadKey();

        //已經(jīng)沒(méi)有params關(guān)鍵字了,就是一個(gè)數(shù)組
		static void ParamtesDemo(string className, string[] names)
		{
			Console.WriteLine(className + "的學(xué)生有:" + string.Join(",", names));
		}
	}
}

通過(guò)ILSpy反編譯的源碼我們可以看到params是一個(gè)語(yǔ)法糖,其實(shí)就是增加了編程效率,本質(zhì)在編譯的時(shí)候會(huì)被具體的聲明的數(shù)組類(lèi)型替代,不參與到運(yùn)行時(shí)。這個(gè)時(shí)候如果你懷疑反編譯的代碼有問(wèn)題,可以直接通過(guò)ILSpy看生成的IL代碼,由于IL代碼比較長(zhǎng),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(guò)newarr可知確實(shí)是聲明了一個(gè)數(shù)組類(lèi)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(gè)地方調(diào)用了ParamtesDemo,第二個(gè)參數(shù)確實(shí)是一個(gè)數(shù)組類(lèi)型
	IL_002b: call void Program::'<<Main>$>g__ParamtesDemo|0_0'(string, string[])
	// Console.ReadKey();
	IL_0030: nop
	IL_0031: call valuetype [System.Console]System.ConsoleKeyInfo [System.Console]System.Console::ReadKey()
	IL_0036: pop
	// }
	IL_0037: nop
	IL_0038: ret
} // end of method Program::'<Main>$'	

通過(guò)上面的IL代碼可以看到確實(shí)是一個(gè)語(yǔ)法糖,編譯完之后一切塵歸塵土歸土還是一個(gè)數(shù)組類(lèi)型,類(lèi)型是和params修飾的那個(gè)數(shù)組類(lèi)型是一致的。接下來(lái)我們?cè)賮?lái)看一下ParamtesDemo這個(gè)方法的IL代碼是啥樣的

//names也是一個(gè)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'

一切了然,本質(zhì)就是那個(gè)數(shù)組。我們上面還提到了params修飾的參數(shù)默認(rèn)不傳遞的話(huà)也不會(huì)報(bào)錯(cuò),這究竟是為什么呢,我們就用IL代碼來(lái)看一下究竟進(jìn)行了何等操作吧

// 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(shí)候幫我們聲明了一個(gè)空數(shù)組Array::Empty<string>
	IL_0005: call !!0[] [System.Runtime]System.Array::Empty<string>()
	IL_000a: call void Program::'<<Main>$>g__ParamtesDemo|0_0'(string, string[])
	// Console.ReadKey();
	IL_000f: nop
	IL_0010: call valuetype [System.Console]System.ConsoleKeyInfo [System.Console]System.Console::ReadKey()
	IL_0015: pop
	// }
	IL_0016: nop
	IL_0017: ret
} // end of method Program::'<Main>$'

原來(lái)這得感謝編譯器,如果默認(rèn)不傳遞params修飾的參數(shù)的話(huà),默認(rèn)它會(huì)幫我們生成一個(gè)這個(gè)類(lèi)型的空數(shù)組,這里需要注意的不是null,所以代碼不會(huì)報(bào)錯(cuò),只是沒(méi)有數(shù)據(jù)。

擴(kuò)展知識(shí)

我們上面提到了string.Format也是基于params實(shí)現(xiàn)的,畢竟Format具體的參數(shù)依賴(lài)于前面聲明的字符串的占位符個(gè)數(shù)。在翻看相關(guān)代碼的時(shí)候還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)ParamsArray這個(gè)類(lèi),用來(lái)包裝params可變參數(shù),簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是便于快速操作params,這個(gè)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));
}

params參數(shù)也可以為null值,默認(rèn)不會(huì)報(bào)錯(cuò),但是需要進(jìn)行判斷,否則程序處理null可能會(huì)報(bào)錯(cuò)。在這里我們可以看到把params參數(shù)傳遞給ParamsArray進(jìn)行包裝,我們可以看一下ParamsArray類(lèi)本身的定義,這個(gè)類(lèi)是一個(gè)struct類(lèi)型的

internal readonly struct ParamsArray
{
    //定義是三個(gè)數(shù)組分別去承載當(dāng)傳遞進(jìn)來(lái)的params不同個(gè)數(shù)時(shí)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(gè)值分別存儲(chǔ)params的第0、1、2個(gè)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(gè)的時(shí)候
    public ParamsArray(object? arg0)
    {
        _arg0 = arg0;
        _arg1 = null;
        _arg2 = null;
        _args = s_oneArgArray;
    }
    //params值為2個(gè)的時(shí)候
    public ParamsArray(object? arg0, object? arg1)
        _arg1 = arg1;
        _args = s_twoArgArray;
    //params值為3個(gè)的時(shí)候
    public ParamsArray(object? arg0, object? arg1, object? arg2)
        _arg2 = arg2;
        _args = s_threeArgArray;
    //直接包裝整個(gè)params的值
    public ParamsArray(object?[] args)
        //直接取出來(lái)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];
}

ParamsArray是一個(gè)值類(lèi)型,目的就是為了把params參數(shù)的值給包裝起來(lái)提供讀相關(guān)的操作。根據(jù)二八法則來(lái)看,params大部分場(chǎng)景的參數(shù)個(gè)數(shù)或者高頻訪(fǎng)問(wèn)可能是存在于數(shù)組的前幾位元素上,所以使用ParamsArray針對(duì)熱點(diǎn)元素提供了快速訪(fǎng)問(wèn)的方式,略微有一點(diǎn)像Java中的IntegerCache的設(shè)計(jì)。這個(gè)結(jié)構(gòu)體是internal類(lèi)型的,默認(rèn)程序集之外是沒(méi)辦法訪(fǎng)問(wèn)的,我當(dāng)時(shí)看到的時(shí)候比較好奇,就多看了一眼,感覺(jué)設(shè)計(jì)思路還是考慮的比較周到的。

總結(jié)

本文主要簡(jiǎn)單的聊一下c#可變參數(shù)params的本質(zhì),了解到了其實(shí)就是一個(gè)語(yǔ)法糖,編譯完成之后本質(zhì)還是一個(gè)數(shù)組。它的好處就是當(dāng)我們不確定集合個(gè)數(shù)的時(shí)候,可以靈活的使用params進(jìn)行參數(shù)傳遞,不用自行定義一個(gè)集合類(lèi)型。然后微軟針對(duì)params在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了一個(gè)ParamsArray結(jié)構(gòu)體進(jìn)行對(duì)params包裝,提升params類(lèi)型的訪(fǎng)問(wèn)。
新年伊始,聊一點(diǎn)個(gè)人針對(duì)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(shí)進(jìn)行一定的抽象,轉(zhuǎn)換為概念或者一種思維方式,然后細(xì)化這種思維,讓它成為細(xì)顆粒度的知識(shí)點(diǎn),然后我們通過(guò)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(gè)思維庫(kù)。然后當(dāng)看到一個(gè)新的問(wèn)題的時(shí)候,或者需要思考的時(shí)候,能達(dá)到快速的多角度的整合這些思維碎片,得到一個(gè)更好的思路或解決問(wèn)題的辦法,這也許是一種更行之有效的狀態(tài)。類(lèi)比到我們架構(gòu)設(shè)計(jì)上來(lái)說(shuō),以前的思維方式是一種類(lèi)似單體應(yīng)用的方式,靈活性差擴(kuò)展性更差,后來(lái)微服務(wù)概念大行其道,更多獨(dú)立的服務(wù)相互協(xié)調(diào)工作,形成一種更強(qiáng)大的聚合力。

到此這篇關(guān)于C#可變參數(shù)params示例詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C#可變參數(shù)params內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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