.NET 中是否明确处理无限循环作为特例？

Question

今天早些时候，当我正在编写一个方法时，我突然意识到我并不确定我正在实现的习语为什么会编译。如果其他所有内容都被抽象出来，它会看起来像这样：

    private int Example()
    {
        while (true)
        {
            if (some condition)
            {
               return 1;
            }
        }
    }

您有一个明确的无限循环，以及循环内的一些条件，这些条件导致循环以 return 语句结束。让我们暂时忽略为什么我这样做，而不是检查 while 子句中的终止条件，因为答案令人费解且无关紧要——我想知道的是为什么编译器不会用“不”来标记它所有路径都返回一个值。”错误，严格来说，并非所有路径都返回一个值。从未进入 while 循环（当然，永远不会发生）的情况不会返回任何内容。

现在，我可以想象它发生的原因有两个：这是由于其他原因而发生的优化的副作用，或者这种情况正在由编译器明确处理以允许使用这种习惯用法。我的直觉是，这可能是第一个案例。例如，编译如下：

private int Example2()
{
   if (true) return 1;
}

因为编译器在 if 中看到了一个常量 true，并优化了条件。不过，我真的不明白为什么这会“修复”第一个示例。

哦，更奇怪的是，如果一些摆脱循环的优化正在发挥作用，它会编译：

    private int Example3()
    {
        while (true)
        {
            if (false)
            {
               return 1;
            }
        }
    }

我认为整个内部循环会被优化掉，去掉所有的有效返回。在字节码/编译器级别上到底发生了什么让这一切变得有意义？

Answer 1

编译器不会对此进行标记，因为方法的结尾是无法访问。这不是问题 - 如果您可以在不返回值的情况下到达方法的末尾（右大括号），这只是一个问题。

这不是编译器的问题优化 - 这是遵循规范中规定的可达性定义的情况。

请注意，您根本不需要 return 语句...此代码无用，但完全有效：

public int EndlessLoop()
{
    while (true)
    {
    }
}

Answer 2

要为您提供此类无限循环的用例，请考虑以下代码：

public int KeyboardChecker()
{
    while (true)
    {
        if (KeyHasBeenPressed())
        {
            HandleKeyPress();
        }
    }
}

然后您在自己的线程上运行此方法，从而异步处理键盘输入（这是轮询模式，通常最好有一个事件系统）。

你可以想象线程完成后返回状态码，所以方法的返回值是 int。但是，由于这个特定的线程永远不会结束，所以该方法不包含任何 return 语句根本不是问题。 C# 设计者知道这些用例，并使得上述方法合法。

请注意，确定特定方法是否总是返回值的一般问题是无法确定的（即任何计算机程序都无法解决）。因此，C# 编译器可能会抱怨总是返回值的代码（尽管它永远不会接受不返回值的程序）：

public int DoWork()
{
    // The compiler doesn't figure out this will always be true.
    if (((int)Math.Sqrt(4)) == 2)
    {
        return 3;
    }
    // And therefore complains that not all code paths return a value for this method.
}