为什么在 C# 8.0 中声明一个局部函数 static

Question

在 C# 8.0 中，Static Local Functions are announced

谁能帮我解释一下为什么要将本地函数声明为静态函数？

文中给出的原因：

确保本地函数不会从封闭范围内捕获（引用）任何变量

但是：

1. 我不明白为什么您要确保这一点？
2. 是否有任何其他理由或好处将其声明为静态？ （可能是性能？）

文中给出的示例代码为：

int M()
{
    int y = 5;
    int x = 7;
    return Add(x, y);

    static int Add(int left, int right) => left + right;
}

Answer 1

我认为这只是为了确保正确使用本地函数中使用的变量，如文档所述。在大而复杂的方法中，它可以防止意外使用封闭范围变量如果本地函数中有同名的变量。

Answer 2

我不明白你为什么要确保这一点？

因为它可以防止你射中自己的脚。它强制本地函数为不修改调用者状态的pure function。

这将返回false，因为该函数修改了其调用者的局部变量：

public bool Is42()
{
    int i = 42;     
    Foo();      
    return i == 42;

    void Foo()
    {
        i = 21;
    }   
}

这并没有，因为它甚至不编译：

public bool Is42()
{
    int i = 42;     
    Foo();      
    return i == 42;

    static void Foo()
    {
        i = 21;
    }   
}

它可以防止意外。当然，在这些简单的例子中，好处并不是很明显，因为“很明显Foo() 修改了i”，但是在由多人维护的更大的代码库中并且没有被单元正确覆盖测试，这个简单的修饰符可以防止悲伤。

Answer 3

捕获变量会产生少量额外成本，因为它会生成一个内部使用的类型，其中您捕获的变量是公共字段。考虑一个稍微修改的例子：

int M()
{
    int y = 5;
    int x = 7;
    return Add();

    int Add() => x + y;
}

它实际上会翻译成这样的：

int M()
{
    int y = 5;
    int x = 7;
    var capturedVars = new <>c__DisplayClass0_0 { x = x, y = y };
    return <M>g__Add|0_0(ref capturedVars);
}

[CompilerGenerated]
private struct <>c__DisplayClass0_0
{
    public int x;
    public int y;
}

[CompilerGenerated]
internal static int <M>g__Add|0_0(ref <>c__DisplayClass0_0 class_Ref1) => 
    (class_Ref1.x + class_Ref1.y);

Answer 4

This answer from CodeCaster 和 this separate answer from György Kőszeg 分别回答我的问题的不同部分，因此我将它们放在一起形成接受答案的全貌：

对于我的问题的第 1 部分），@CodeCaster 说：

因为它可以防止你射中自己的脚。它强制本地函数为纯函数，不修改调用者的状态。

在由多人维护且未被单元测试正确覆盖的大型代码库中，这个简单的修饰符可以防止悲伤

所以答案 1 是：静态局部函数确保可靠的调用方方法状态。

对于我的问题的第 2 部分），@György Kőszeg 说：

捕获变量会产生少量额外成本，因为它会生成一个内部使用的类型，其中您捕获的变量是公共字段

他接着给出了一个通过反射器生成的编译器代码的例子。

所以答案 2 是：静态局部函数防止变量捕获。变量捕获的成本很低。因此，通过声明本地函数为静态的，性能会略有提升