方法(C# 编程指南)
方法是包含一系列语句的代码块。 程序通过调用该方法并指定任何所需的方法参数使语句得以执行。 在 C# 中,每个执行的指令均在方法的上下文中执行。
Main
方法是每个 C# 应用程序的入口点,并在启动程序时由公共语言运行时 (CLR) 调用。 在使用顶级语句的应用程序中,Main
方法由编译器生成并包含所有顶级语句。
注意
本文讨论命名的方法。 有关匿名函数的信息,请参阅 Lambda 表达式。
方法签名
通过指定访问级别(如 public
或 private
)、可选修饰符(如 abstract
或 sealed
)、返回值、方法的名称以及任何方法参数,在类、结构或接口中声明方法。 这些部件一起构成方法的签名。
重要
出于方法重载的目的,方法的返回类型不是方法签名的一部分。 但是在确定委托和它所指向的方法之间的兼容性时,它是方法签名的一部分。
方法参数在括号内,并且用逗号分隔。 空括号指示方法不需要任何参数。 此类包含四种方法:
abstract class Motorcycle
{
// Anyone can call this.
public void StartEngine() {/* Method statements here */ }
// Only derived classes can call this.
protected void AddGas(int gallons) { /* Method statements here */ }
// Derived classes can override the base class implementation.
public virtual int Drive(int miles, int speed) { /* Method statements here */ return 1; }
// Derived classes must implement this.
public abstract double GetTopSpeed();
}
方法访问
调用对象上的方法就像访问字段。 在对象名之后添加一个句点、方法名和括号。 参数列在括号里,并且用逗号分隔。 因此,可在以下示例中调用 Motorcycle
类的方法:
class TestMotorcycle : Motorcycle
{
public override double GetTopSpeed()
{
return 108.4;
}
static void Main()
{
TestMotorcycle moto = new TestMotorcycle();
moto.StartEngine();
moto.AddGas(15);
moto.Drive(5, 20);
double speed = moto.GetTopSpeed();
Console.WriteLine("My top speed is {0}", speed);
}
}
方法形参与实参
该方法定义指定任何所需参数的名称和类型。 调用代码调用该方法时,它为每个参数提供了称为参数的具体值。 参数必须与参数类型兼容,但调用代码中使用的参数名(如果有)不需要与方法中定义的参数名相同。 例如:
public void Caller()
{
int numA = 4;
// Call with an int variable.
int productA = Square(numA);
int numB = 32;
// Call with another int variable.
int productB = Square(numB);
// Call with an integer literal.
int productC = Square(12);
// Call with an expression that evaluates to int.
productC = Square(productA * 3);
}
int Square(int i)
{
// Store input argument in a local variable.
int input = i;
return input * input;
}
按引用传递与按值传递
默认情况下,将值类型的实例传递给方法时,传递的是其副本而不是实例本身。 因此,对参数的更改不会影响调用方法中的原始实例。 若要按引用传递值类型实例,请使用 ref
关键字。 有关详细信息,请参阅传递值类型参数。
引用类型的对象传递到方法中时,将传递对对象的引用。 也就是说,该方法接收的不是对象本身,而是指示该对象位置的参数。 如果通过使用此引用更改对象的成员,即使是按值传递该对象,此更改也会反映在调用方法的参数中。
通过使用 class
关键字创建引用类型,如以下示例所示:
public class SampleRefType
{
public int value;
}
现在,如果将基于此类型的对象传递到方法,则将传递对对象的引用。 下面的示例将 SampleRefType
类型的对象传递到 ModifyObject
方法:
public static void TestRefType()
{
SampleRefType rt = new SampleRefType();
rt.value = 44;
ModifyObject(rt);
Console.WriteLine(rt.value);
}
static void ModifyObject(SampleRefType obj)
{
obj.value = 33;
}
该示例执行的内容实质上与先前示例相同,均按值将自变量传递到方法。 但是因为使用了引用类型,结果有所不同。 ModifyObject
中所做的对形参 value
的 obj
字段的修改,也会更改 value
方法中实参 rt
的 TestRefType
字段。 TestRefType
方法显示 33 作为输出。
有关如何通过引用和值传递引用类型的详细信息,请参阅传递引用类型参数和引用类型。
返回值
方法可以将值返回到调用方。 如果列在方法名之前的返回类型不是 void
,则该方法可通过使用 return
语句返回值。 带 return
关键字,后跟与返回类型匹配的值的语句将该值返回到方法调用方。
值可以按值或按引用返回到调用方。 如果在方法签名中使用 ref
关键字且其跟随每个 return
关键字,值将按引用返回到调用方。 例如,以下方法签名和返回语句指示该方法按对调用方的引用返回名为 estDistance
的变量。
public ref double GetEstimatedDistance()
{
return ref estDistance;
}
return
关键字还会停止执行该方法。 如果返回类型为 void
,没有值的 return
语句仍可用于停止执行该方法。 没有 return
关键字,当方法到达代码块结尾时,将停止执行。 具有非空的返回类型的方法都需要使用 return
关键字来返回值。 例如,这两种方法都使用 return
关键字来返回整数:
class SimpleMath
{
public int AddTwoNumbers(int number1, int number2)
{
return number1 + number2;
}
public int SquareANumber(int number)
{
return number * number;
}
}
若要使用从方法返回的值,调用方法可以在相同类型的值足够的地方使用该方法调用本身。 也可以将返回值分配给变量。 例如,以下两个代码示例实现了相同的目标:
int result = obj.AddTwoNumbers(1, 2);
result = obj.SquareANumber(result);
// The result is 9.
Console.WriteLine(result);
result = obj.SquareANumber(obj.AddTwoNumbers(1, 2));
// The result is 9.
Console.WriteLine(result);
在这种情况下,使用本地变量 result
存储值是可选的。 此步骤可以帮助提高代码的可读性,或者如果需要存储该方法整个范围内自变量的原始值,则此步骤可能很有必要。
若要使用按引用从方法返回的值,必须声明 ref local 变量(如果想要修改其值)。 例如,如果 Planet.GetEstimatedDistance
方法按引用返回 Double 值,则可以将其定义为具有如下所示代码的 ref local 变量:
ref double distance = ref Planet.GetEstimatedDistance();
如果调用函数将数组传递到 M
,则无需从修改数组内容的方法 M
返回多维数组。 你可能会从 M
返回生成的数组以获得值的良好样式或功能流,但这是不必要的,因为 C# 按值传递所有引用类型,且数组引用的值是指向数组的指针。 在方法 M
中,引用该数组的任何代码都能观察到数组内容的任何更改,如以下示例所示:
static void Main(string[] args)
{
int[,] matrix = new int[2, 2];
FillMatrix(matrix);
// matrix is now full of -1
}
public static void FillMatrix(int[,] matrix)
{
for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++)
{
for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++)
{
matrix[i, j] = -1;
}
}
}
异步方法
通过使用异步功能,你可以调用异步方法而无需使用显式回调,也不需要跨多个方法或 lambda 表达式来手动拆分代码。
如果用 async 修饰符标记方法,则可以在该方法中使用 await 运算符。 当控件到达异步方法中的 await 表达式时,控件将返回到调用方,并在等待任务完成前,方法中进度将一直处于挂起状态。 任务完成后,可以在方法中恢复执行。
注意
异步方法在遇到第一个尚未完成的 awaited 对象或到达异步方法的末尾时(以先发生者为准),将返回到调用方。
异步方法通常具有 Task<TResult>、Task、IAsyncEnumerable<T> 或 void
返回类型。 void
返回类型主要用于定义需要 void
返回类型的事件处理程序。 无法等待返回 void
的异步方法,并且返回 void 方法的调用方无法捕获该方法引发的异常。 异步方法可以具有任何类似任务的返回类型。
在以下示例中, DelayAsync
是具有 Task<TResult>返回类型的异步方法。 DelayAsync
具有返回整数的 return
语句。 因此, DelayAsync
的方法声明必须具有 Task<int>
的返回类型。 因为返回类型是 Task<int>
, await
中 DoSomethingAsync
表达式的计算如以下语句所示得出整数: int result = await delayTask
。
Main
方法就是一个具有 Task 返回类型的异步方法示例。 它会转到 DoSomethingAsync
方法,因为它使用单个行进行表示,所以可省略 async
和 await
关键字。 因为 DoSomethingAsync
是异步方法,调用 DoSomethingAsync
的任务必须等待,如以下语句所示: await DoSomethingAsync();
。
class Program
{
static Task Main() => DoSomethingAsync();
static async Task DoSomethingAsync()
{
Task<int> delayTask = DelayAsync();
int result = await delayTask;
// The previous two statements may be combined into
// the following statement.
//int result = await DelayAsync();
Console.WriteLine($"Result: {result}");
}
static async Task<int> DelayAsync()
{
await Task.Delay(100);
return 5;
}
}
// Example output:
// Result: 5
异步方法不能声明任何 ref 或 out 参数,但是可以调用具有这类参数的方法。
有关异步方法的详细信息,请参阅使用 Async 和 Await 的异步编程和异步返回类型。
表达式主体定义
具有立即仅返回表达式结果,或单个语句作为方法主题的方法定义很常见。 以下是使用 =>
定义此类方法的语法快捷方式:
public Point Move(int dx, int dy) => new Point(x + dx, y + dy);
public void Print() => Console.WriteLine(First + " " + Last);
// Works with operators, properties, and indexers too.
public static Complex operator +(Complex a, Complex b) => a.Add(b);
public string Name => First + " " + Last;
public Customer this[long id] => store.LookupCustomer(id);
如果该方法返回 void
或是异步方法,则该方法的主体必须是语句表达式(与 lambda 相同)。 对于属性和索引器,两者必须是只读的,并且不使用 get
访问器关键字。
迭代器
迭代器对集合执行自定义迭代,如列表或数组。 迭代器使用 yield return 语句返回元素,每次返回一个。 到达 yield return
语句时,会记住当前在代码中的位置。 下次调用迭代器时,将从该位置重新开始执行。
通过使用 foreach 语句从客户端代码调用迭代器。
迭代器的返回类型可以是 IEnumerable、IEnumerable<T>、IAsyncEnumerable<T>、IEnumerator 或 IEnumerator<T>。
有关更多信息,请参见 迭代器。
C# 语言规范
有关详细信息,请参阅 C# 语言规范。 该语言规范是 C# 语法和用法的权威资料。