如何在 C#9 中使用顶级程序 (top-level)

当我们用 C# 进行编码的时候，总需要写很多的模板代码，即使是最简单的 console 程序,想象一下，如果去测试一个 类库 或者 API 的功能，通常你会用 Console 程序去实现，在开始工作的时候会发现你受到了 C# 标准模板的限制，业务逻辑必须要写在 Main 里,如下代码所示：

class Program{static void Main(string[] args){//todo}}

顶级程序 是 C#9 中引入的一个新概念，允许你直接写自己的业务逻辑而不必受到模板代码的限制，顶级程序 是一个非常????????的特性，可以让代码更加的干净，简短和可读，你可以通过顶级程序去探索新的 idea，这篇文章将会讨论如何在 C#9 中使用顶级程序。

顶级程序

在 C# 9.0 之前，下面的写法在 Console 程序中已经是最小化的了。


using System;
namespace IDG_Top_Level_Programs_Demo
{class Program{static void Main(string[] args){Console.WriteLine("Hello World!");}}
}

在 C# 9.0 时代，可以祭出 顶级程序 来消除那些烦人的模板代码，让代码的逻辑意图更明显，改造后的代码如下：


using System;
Console.WriteLine("Hello World!");

顶级程序中的方法

你也可以在顶级程序中使用方法，如下例子所示：


System.Console.WriteLine(DisplayMessage("Joydip!"));
System.Console.Read();
static string DisplayMessage(string name)
{return "Hello, " + name;
}

程序跑起来后,控制台将会输出：Hello, Joydip!

顶级程序中的类

你也可以在顶级程序中使用类，结构体，枚举,下面的代码展示了如何使用。


System.Console.WriteLine(new Author().DisplayMessage("Joydip!"));
System.Console.Read();
public class Author
{public string DisplayMessage(string name){return "Hello, " + name;}
}

顶级程序的原理分析

现在我们来分析一下，顶级程序的底层逻辑到底是怎么样的，它本质上是一种语法糖，一种编译器的特性，也就是说你没有写模板代码的时候，编译器会帮你生成，替你负重前行，参考下面的代码段。


using System;
Console.WriteLine("Hello World!");

然后用在线工具 SharpLab https://sharplab.io/ 看一下编译器替你补齐的代码。


using System;
using System.Diagnostics;
using System.Reflection;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Security;
using System.Security.Permissions;
[assembly: CompilationRelaxations(8)]
[assembly: RuntimeCompatibility(WrapNonExceptionThrows = true)]
[assembly: Debuggable(DebuggableAttribute.DebuggingModes.Default | DebuggableAttribute.DebuggingModes.DisableOptimizations | DebuggableAttribute.DebuggingModes.IgnoreSymbolStoreSequencePoints | DebuggableAttribute.DebuggingModes.EnableEditAndContinue)]
[assembly: SecurityPermission(SecurityAction.RequestMinimum, SkipVerification = true)]
[assembly: AssemblyVersion("0.0.0.0")]
[module: UnverifiableCode]
[CompilerGenerated]
internal static class <Program>$
{private static void <Main>$(string[] args){Console.WriteLine("Hello World!");}
}

总的来说，顶级程序 非常适合那些想 快速试错，验证想法 的场景，有一点要特别注意，应用程序中只能仅有一个文件使用 顶级程序，如果存在多个，编译器会抛出错误的，还有一点，如果你是 C# 新手，你可能不理解顶级程序的底层逻辑，更好的方式就是老老实实的使用原生模板代码，当你主宰了 Main 后，你将会理解 顶级程序 是多么的短小精悍！