C# 未来新特性：静态委托和函数指针

C# 每发布一次新版本，都会增加一些底层相关的新特性，这些特性对大多数商业程序来说并没什么实际用处，主要用于那些对性能有很高要求的代码，如图形处理、机器学习以及数学工具包，等等。

接下来的两个提案，主要实现了新的引用类型和函数调用方式。

静态委托

C# 中的普通委托是一种比较复杂的数据结构。它包含一个函数指针、一个针对 this 参数的对象引用（可选），以及一个指向委托链的链接。同其他引用类型变量相同，这个结构体也采用了堆分配方式，具有同样的内存压力。此外，在非托管代码中使用它时，需要进行组装。

与普通委托相比，静态委托就简单得多。它同样是一个结构体，但这个结构体只包含了一个 IntPtr 类型的函数指针。因此，静态委托是一种结构类型的变量，就是说不论在托管还是非托管代码中，它都具有相同的内存分布，在调用本机代码时也不需要进行组装了。

静态委托声明的语法如下：

static delegate int Func()

我们可以使用类似于UnmanagedFunctionPointer的属性来指定其他设置，如字符集和调用约定。

静态委托也有一些使用限制，例如只能引用静态函数，不能引用对象的成员方法，因为没有可用于存储对象指针的内存空间。此外，静态委托不能链接到其他的委托。

在 CLR(公共语言运行时) 层，静态委托通过中间层指令 calli（call indirect）来调用，而普通委托则通过中间层指令 call 或 callvirt（call virtual）来调用。

为了实现代码的向后兼容性，本提案允许从静态委托隐式转换到普通委托。但普通委托到静态委托则只能依靠显式转换，因为并不是所有的普通委托都满足静态委托的要求。

你可以在 GitHub 上有关静态委托提案的信息。

函数指针

函数指针则是另外一个比较有吸引力的新提案（我们姑且称它为函数指针，因为它实现了一个类似 C++ 的指针标示符 *）。这个提案同样使用了中间层指令 calli（call indirect）和 ldftn（load method pointer）。与静态委托一样，它也需要先有一个声明，只不过使用关键字 funcptr 替换了 delegate：

funcptr int F1（int value）;

当调用本机函数时，调用者首先要确定一个调用约定。而这将会影响栈中变量的排列次序，以及使用结束后该由调用者还是被调用者来负责清理栈。这个提案可使用的调用约定有 cdecl、fastcall、stdcall、thiscall 和 winapi。开发者可以通过修改委托声明来指定所需要的调用约定：

funcptr cdecl int F1（int value）;

在这个提案里，函数指针只能在非安全上下文中使用。

作为提案的一部分，你可以在函数名前面使用地址操作符（＆）来生成一个函数指针。这个操作同样也只能在非安全上下文中使用。

函数指针的其他限制与静态委托相同。例如，它们只能引用静态函数，不能链接到其他委托等。

这两项提案目前都在讨论之中，还没有真正纳入 C# 的路线图。还有一个叫作 Compiler Intrinsics 的提案，但是因为有一些额外的限制，它被采用的可能性不是很高。