谈谈C# 4.0新特性“缺省参数”的实现

C#4.0关于缺省参数的新特性，相信大家都不会陌生。所谓缺省参数，顾名思义，就是在声明方法的某个参数的时候为之指定一个默认值，在调用该方法的时候如果采用该默认值，你就无须指定该参数。和很多语言层面特性（语法糖）的实现一样，缺省参数也是编译器为我们玩的一个小花招。缺省参数最终体现为两个特殊的自定义特性OptionalAttribute和DefaultParameterValueAttribute 。

目录
一、缺省参数的用法
二、实现缺省参数的两个特性：OptionalAttribute和DefaultParameterValueAttribute
三、直接通过OptionalAttribute和DefaultParameterValueAttribute 定义缺省参数

一、缺省参数的用法

比如下面一个TestMethod方法，后面两个参数bar和baz就是缺省参数，默认值分别为“Bar”和“Baz”。

static void TestMethod(string foo, string bar = "Bar", string baz = "Baz")
{
    Console.WriteLine("{0, -5} - {1, -5} - {2, -5}", foo, bar, baz);
}

在调用TestMethod的时候，我们自由地选择采用缺省的参数值，或者覆盖该缺省值。

static void Main(string[] args)
{
    TestMethod("Foo");
    TestMethod("Foo", "Bar1");
    TestMethod("Foo", "Bar1", "Baz1");
}

下面是输出结果：

Foo   - Bar   - Baz
Foo   - Bar1  - Baz
Foo   - Bar1  - Baz1

缺省参数的使用有两个简单的限制，其一是：缺省参数的声明只能放在普通参数之后。如下代码中定义的TestMethod方法中，缺省参数bar后面跟一个非缺省参数baz，这样的代码是不能通过编译的（编译错误信息为：Optional parameters must appear after all required parameters）。

static void TestMethod(string foo, string bar = "Bar", string baz)
{
    Console.WriteLine("{0, -5} - {1, -5} - {2, -5}", foo, bar, baz);
}

但是，缺省参数后面可以跟数组参数（params参数），实际上无论在什么情况下，params参数都只能是最后一个声明的参数。关于缺省参数的声明的位置限制，主要重载方法的识别机制决定的，这一点大家都很容易理解。

缺省参数的另一个限制是：指定的缺省值必须是一个常量，这就实际上为作为缺省参数的数据类型作了限制——只能是系统定义的基元类型。下面定义的TestMethod方法中，我们定义了一个DateTime类型的缺省参数，并将参数缺省值作为DateTime.Now。由于DateTime.Now不是常量，所以这样的代码也不能通过编译（编译错误消息：Default parameter value for 'date' must be a compile-time constant）。

static void TestMethod(DateTime date = DateTime.Now)
{
   //Others...
}

二、实现缺省参数的两个特性：OptionalAttribute和DefaultParameterValueAttribute

为什么缺省参数的默认值只能接受常量呢？如果你了解了缺省参数的本质，这就不是一个问题。那么缺省参数究竟是如何实现的呢？

和很多语言层面特性（语法糖）的实现一样，缺省参数也是编译器为我们玩的一个小花招，而真正编译后的东西都是我们再熟悉不过的玩意儿。当包含缺省参数的C#代码经过编译后，缺省参数体现在两个特殊的自定义特性OptionalAttribute和DefaultParameterValueAttribute 。前者将参数标识为缺省参数，后者指定其缺省值。

[ComVisible(true), AttributeUsage(AttributeTargets.Parameter, Inherited=false)]
public sealed class OptionalAttribute : Attribute
{
}

[AttributeUsage(AttributeTargets.Parameter)]
public sealed class DefaultParameterValueAttribute : Attribute
{
    public DefaultParameterValueAttribute(object value);
    public object Value {get; }
}

对于最开始我们定义的TestMethod方法，编译后的形式如下所示。

private static void TestMethod(string foo,
    [Optional, DefaultParameterValue("Bar")] string bar,
    [Optional, DefaultParameterValue("Baz")] string baz)
{
    //Others..
}

正是因为缺省参数的默认值最终是作为DefaultParameterValueAttribute的参数存在的，所以它必须是常量。

三、直接通过OptionalAttribute和DefaultParameterValueAttribute 定义缺省参数

既然缺省参数最终体现为OptionalAttribute和DefaultParameterValueAttribute 这两个特性，我们是否可以直接通过它们来定义缺省参数呢？答案是：当然可以，下面的代码一样可以正常执行。

static void Main(string[] args)
{
    TestMethod("Foo");
    TestMethod("Foo","Bar1");
    TestMethod("Foo","Bar1","Baz1");
}

private static void TestMethod(string foo,
    [Optional, DefaultParameterValue("Bar")] string bar,
    [Optional, DefaultParameterValue("Baz")] string baz)
{
    //Others..
}

如果调用含有缺省参数的方法，并且没有显示指定该参数，编译器在编译的时候会自动将默认值附加上去。对于上面的Main方法，下面是与之等效的编译后代码。

private static void Main(string[] args)
{
    TestMethod("Foo", "Bar", "Baz");
    TestMethod("Foo", "Bar1", "Baz");
    TestMethod("Foo", "Bar1", "Baz1");
}

虽然说我们通过OptionalAttribute和DefaultParameterValueAttribute 这两个特性也可以定义缺省参数，但是当我们将缺省参数定义在普通参数之前是，编译器不会报错。倒是方法中缺省参数实际上就相当于普通参数了。

static void Main(string[] args)
{
    //TestMethod("Foo"，"Baz");
    //上面的方法调用无效
    TestMethod("Foo","Bar1","Baz1");
}
private static void TestMethod(string foo,
    [Optional, DefaultParameterValue("Bar")] string bar,
    string baz)
{
    //Others..
}