C#未來新特性：靜態委託和函式指標

C#每釋出一次新版本，都會增加一些底層相關的新特性， 這些特性對大多數商業程式來說並沒什麼實際用處，主要用於那些對效能有很高要求的程式碼，如圖形處理、機器學習以及數學工具包，等等。

接下來的兩個提案，主要實現了新的引用型別和函式呼叫方式。

靜態委託

C#中的普通委託是一種比較複雜的資料結構。它包含一個函式指標、一個針對this引數的物件引用（可選），以及一個指向委託鏈的連結。同其他引用型別變數相同，這個結構體也採用了堆分配方式，具有同樣的記憶體壓力。此外，在非託管程式碼中使用它時，需要進行組裝。

與普通委託相比，靜態委託就簡單得多。它同樣是一個結構體，但這個結構體只包含了一個IntPtr型別的函式指標。因此，靜態委託是一種結構型別的變數，就是說不論在託管還是非託管程式碼中，它都具有相同的記憶體分佈，在呼叫本機程式碼時也不需要進行組裝了。

靜態委託宣告的語法如下：

static delegate int Func()

我們可以使用類似於UnmanagedFunctionPointer的屬性來指定其他設定，如字符集和呼叫約定。

靜態委託也有一些使用限制，例如只能引用靜態函式，不能引用物件的成員方法，因為沒有可用於儲存物件指標的記憶體空間。此外，靜態委託不能連結到其他的委託。

在CLR(公共語言執行時)層，靜態委託通過中間層指令calli（call indirect）來呼叫，而普通委託則通過中間層指令call或callvirt（call virtual）來呼叫。

為了實現程式碼的向後相容性，本提案允許從靜態委託隱式轉換到普通委託。但普通委託到靜態委託則只能依靠顯式轉換，因為並不是所有的普通委託都滿足靜態委託的要求。

你可以在GitHub上閱讀更多有關靜態委託提案的資訊。

函式指標

函式指標則是另外一個比較有吸引力的新提案（我們姑且稱它為函式指標，因為它實現了一個類似C++的指標標示符*）。這個提案同樣使用了中間層指令calli（call indirect）和ldftn（load method pointer）。與靜態委託一樣，它也需要先有一個宣告，只不過使用關鍵字funcptr替換了delegate：

funcptr int F1（int value）;

當呼叫本機函式時，呼叫者首先要確定一個呼叫約定。而這將會影響棧中變數的排列次序，以及使用結束後該由呼叫者還是被呼叫者來負責清理棧。這個提案可使用的呼叫約定有cdecl、fastcall、stdcall、thiscall和winapi。開發者可以通過修改委託宣告來指定所需要的呼叫約定：

funcptr cdecl int F1（int value）;

在這個提案裡，函式指標只能在非安全上下文中使用。

作為提案的一部分，你可以在函式名前面使用地址操作符（＆）來生成一個函式指標。這個操作同樣也只能在非安全上下文中使用。

函式指標的其他限制與靜態委託相同。例如，它們只能引用靜態函式，不能連結到其他委託等。

這兩項提案目前都在討論之中，還沒有真正納入C#的路線圖。還有一個叫作Compiler Intrinsics的提案，但是因為有一些額外的限制，它被採用的可能性不是很高。

檢視英文原文：https://www.infoq.com/news/2019/02/CSharp-Static-Delegate