C#9.0新特性详解——顶级程序语句（Top-Level Programs)

1 背景与动机

通常，如果只想用c#在控制台上打印一行“hello world！”，这可不是console.writeline("hello world!");一条语句就可以搞定的，还涉及到其他必要基础代码（如定义类和入口函数main），例如下面：

就打印一句“hello world!”，就这么多代码。这个不仅对于初学者来说麻烦，而且使得代码凌乱，并且增加了缩进层级。为了解决这些问题，就提出了顶级代码语句这个新特性。

2 顶级语句

2.1 介绍

在c#9.0中，将class的定义和主函数main的声明省略掉，只写出你的核心业务代码，就成了顶级语句。上面这段代码，我们可以用顶级语句写为：

这样，代码简洁清晰了很多，易于初学者理解。是不是有点写python的感觉？当然，任何语句都是允许的。如果你想返回值，你可以那样做；你想用await，也可以那样做；如果你想访问命令行参数，args也是可用的；你想使用本地函数，也是可以的。

虽然可以使用任何代码，但是有一些规则要求必须遵守：

下面这段代码就是一个比较好的示例：

2.2 原理

我们知道，c#作为面向对象的编程语言，一切类型都是面向对象的，要有类型和成员定义。顶级语句表面看着好像违反了这一规则，实际上没有。这是因为，顶级语句最终还是在编译的时候，被作为全局命空间中program类的main方法体中一段代码一起自动生成。如下所示：

需要注意的是，这里的类名program和方法名main只是用来举例，其实在编译器生成的不是这个名字。我们可以通过查看il代码确认这一点：

根据在顶级语句中是否有异步操作和返回值的情况，生成的入口函数签名也是不同的。具体如下面表格所示：

	存在返回值	不存在返回值
存在异步	async static task<int> main(string[] args)	async static task main(string[] args)
不存在异步	static int main(string[] args)	static void main(string[] args)

例如上面代码，生成的入口函数<main>$就如下代码所示：

3 结束语

使用顶级语句能简化我们的编码工作，使代码看起来简洁清晰，对初学者也很友好，本质上也未改变c#的语言的原有的语法结构，任何语句都可以使用，没有产生额外的限制，从这些方面来说，是一个值得肯定的变化。

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