通过自定义字符串内插处理程序(InterpolatedStringHandler)和CallerArgumentExpression特性来实现一个好玩的场景

背景知识介绍

• 什么是自定义字符串内插处理程序?
  • 简单来讲就是自定义一个高性能的字符串拼接程序 通过 $"{a}{b}"的方式.
• 什么是CallerArgumentExpression?
  • 获得传进来的参数表达式的文本形式. F(string s, [CallerArgumentExpression("s")] sExpression); F(Datetime.Now.ToString()); //sExpression is "Datetime.Now.ToString()"

臆想的一个场景: 拼接字符串, 要求自动包含字符串变量的名字和值, 并用":,"分割.

PS:仅仅是为了探索这2个特性的用法, 编码规范和实用性不在考虑范围内

• input: 有参数 [a,b,c]
• output "a:{a}, b:{b}, c:{c}"; {}中表示该参数的值.

利用字符串内插的方式实现这个场景

定义一个F方法并通过字符串内插传入需要拼接的参数, 如F($"{a}{b}{c}")

实现自定义的字符串内插处理程序

[InterpolatedStringHandler]
public ref struct MyInterpolatedStringHandler
{
    DefaultInterpolatedStringHandler _default;
    bool firstAppend = false;
    public MyInterpolatedStringHandler(int literalLength, int formattedCount)
    {
        _default = new DefaultInterpolatedStringHandler(literalLength + (formattedCount * 16), formattedCount);
        // 在DefaultInterpolatedStringHandler 内部初始化char buffer 大小用的计算方法是: literalLength + formattedCount*11
        // 所以我们假定我们的单个参数表达式的长度是13, 然后在加固定的3个字符" , :" 一共16个字符. 所以有了(formattedCount * 16)
        // 当然, 我们可以在这里吧要写入的对象传入进来(利用InterpolatedStringHandlerArgument特性), 比如说官方例子里面的Logger对象.
        // 参考 https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/whats-new/tutorials/interpolated-string-handler#add-more-capabilities-to-the-handler
    }
    public void AppendLiteral(string s)
    {
        _default.AppendLiteral(s); // AppendLiteral处理内插字符串中的字面量, 意思就是 `$"aa:{a}"` 中的 `aa:`是字面量
    }
    public void AppendFormatted<T>(T t, [CallerArgumentExpression("t")] string? tName = null)
    {
        // 按照我们想要的格式拼接字符串.
        if (!append) _default.AppendLiteral(", ");
        firstAppend = true;
        _default.AppendLiteral(tName);
        _default.AppendLiteral(":");
        _default.AppendFormatted(t);
    }
    public string ToStringAndClear()
    {
        var s = _default.ToStringAndClear();
        this = default;
        return s;
    }
}

实现F方法

void F(MyInterpolatedStringHandler s)=> Console.WriteLine(s.ToStringAndClear());

调用例子

int a=0;
int b=1;
string c=2;
F($"{a}{b}{c}") //output "a:0, b:1, c:2"

如果我们反编译这些代码,会看到和下面代码差不多:

public void Main()
{
    int a=0;
    int b=1;
    string c=2;
    
    MyInterpolatedStringHandler result = new MyInterpolatedStringHandler(0, 3);
    result.AppendFormatted(a, "a");
    result.AppendFormatted(b, "b");
    result.AppendFormatted(c, "c");
    
    F(result);
}

总结

• 这2个特性的更多介绍可以参考上面背景知识中给出的连接. 官方介绍很详细
• 什么场景下适合自定义一个字符串内插程序(string interpolation handler) 可以阅读 新大纲