C# 编译器和反编译器，你要哪个（歪头）？我全都要（捏拳）！

前言

从C# 6.0开始,C#编译器就从以前由C++实现的csc.exe换成了用C#重新实现的开放式API式编译服务Roslyn。这个编译器到现在已经替代了老式编译器，从前WebForm的动态编译基础CSharpCodeProvider就是对csc.exe的调用包装，当然也继承了 csc.exe 的所有毛病。比如这是一个完全的黑盒编译器，把源码传进去返回程序集，中间的符号解析，词法、语法分析，优化和生成这些中间步骤究竟发生了什么我们无从知晓。无法作为脚本引擎把C#代码作为脚本执行，曾经有过第三方脚本引擎。当然还有不支持C# 6.0或更高版本源代码的编译，巨硬是铁了心要强推Roslyn逼死csc.exe啊，虽然都9102年了，csc.exe 早都透心凉了。

到VS 2019，C#又多了一个功能，导航到反编译的源代码，虽然之前已经有各种第三方反编译工具和VS集成扩展，但总归没有自带的来的方便。之前大名鼎鼎的dotPeek也在使用中发现无法反编译框架为.NetStandard 2.1和.NetCoreApp 3.1的程序集，不知道现在怎么样了。刚好在使用中发现了“由ICSharpCode.Decompiler提供反编译服务”字样，抱着好玩的心态去Nuget搜索了一下，居然真的找到了！既然这样，那岂不是能：把Roslyn 编译的程序集交给ICSharpCode.Decompiler反编译的源代码交给Roslyn编译的程序集交给ICSharpCode.Decompiler反编译的源代码交给…… (→_→)

正文

这两个包的基本使用其实很简单。在项目的管理Nuget程序包中搜索并安装 ICSharpCode.Decompiler和Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Scripting。

Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Scripting基本使用：

引用命名空间using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Scripting;

开始使用：

//执行表达式，返回强类型结果
int result = await CSharpScript.EvaluateAsync<int>("1 + 2");

就这么简单，已经能执行一个简单的表达式了，连 C# 语句要分号这种规则都不用 (@⁰@)/

其他各种花式用法：要引用更多命名空间，包括但不限于:

using Microsoft.CodeAnalysis;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Scripting;
using Microsoft.CodeAnalysis.Scripting;

//处理编译错误
try
{
    Console.WriteLine(await CSharpScript.EvaluateAsync("2+"));
}
catch (CompilationErrorException e)
{
    Console.WriteLine("2+ : " + string.Join(Environment.NewLine, e.Diagnostics));
}

//添加程序集引用
var result1 = await CSharpScript.EvaluateAsync("System.Net.Dns.GetHostName()",
    ScriptOptions.Default.WithReferences(typeof(System.Net.Dns).Assembly));
Console.WriteLine("System.Net.Dns.GetHostName() : " + result1);

//导入命名空间 using
var result2 = await CSharpScript.EvaluateAsync("Directory.GetCurrentDirectory()",
    ScriptOptions.Default.WithImports("System.IO"));
Console.WriteLine("Directory.GetCurrentDirectory() : " + result2);

//导入静态类型 using static
var result3 = await CSharpScript.EvaluateAsync("Sqrt(2)",
    ScriptOptions.Default.WithImports("System.Math"));
Console.WriteLine("Sqrt(2) : " + result3);

//参数化脚本
var globals = new Globals {X = 1, Y = 2};
Console.WriteLine("X + Y : " + await CSharpScript.EvaluateAsync<int>("X+Y", globals: globals));

//编译缓存并多次执行脚本
var script = CSharpScript.Create<int>("X*Y", globalsType: typeof(Globals));
script.Compile();
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    Console.WriteLine("No " + (i + 1) + " X*Y : " + (await script.RunAsync(new Globals { X = i, Y = i })).ReturnValue);
}

//编译脚本为委托
script = CSharpScript.Create<int>("X/Y", globalsType: typeof(Globals));
ScriptRunner<int> runner = script.CreateDelegate();
for (int i = 1; i < 11; i++)
{
    Console.WriteLine("No " + (i + 1) + " X/Y : " + await runner(new Globals { X = new Random().Next(1,i), Y = new Random().Next(1, i) }));
}

//运行脚本片段并检查已定义的变量
var state = await CSharpScript.RunAsync<int>("int answer = 42;");
foreach (var variable in state.Variables)
    Console.WriteLine($"{variable.Name} = {variable.Value} of type {variable.Type}");

//连接多个片段为一个脚本
var script1 = CSharpScript.
    Create<int>("int x = 1;").
    ContinueWith("int y = 2;").
    ContinueWith("x + y");
Console.WriteLine("x + y : " + (await script1.RunAsync()).ReturnValue);
//获取编译对象以访问所有Roslyn API
//var compilation = script1.GetCompilation();

//从之前的状态继续执行脚本
var state1 = await CSharpScript.RunAsync("int x = 1;");
state1 = await state1.ContinueWithAsync("int y = 2;");
state1 = await state1.ContinueWithAsync("x+y");
Console.WriteLine("x + y : " + state1.ReturnValue);

//读取代码文件并执行编译
var file = @"C:\Users\Administrator\source\repos\ConsoleApp2\ConsoleApp2/GenericGenerator.cs";
var originalText = File.ReadAllText(file);
var syntaxTree = CSharpSyntaxTree.ParseText(originalText);//获取语法树
var type = CompileType("GenericGenerator", syntaxTree);//执行编译并获取类型

var transformer = Activator.CreateInstance(type);
var newContent = (string)type.GetMethod("Transform").Invoke(transformer,
    new object[] { "某个泛型类的全文，假装我是泛型类 Walterlv<T> is a sb.", 2 });

var aa = new GenericGenerator();
var str = aa.Transform("某个泛型类的全文，假装我是泛型类 Walterlv<T> is a sb.", 25);

private static Type CompileType(string originalClassName, SyntaxTree syntaxTree)
{
    // 指定编译选项。
    var assemblyName = $"{originalClassName}.g";
    var compilation = CSharpCompilation.Create(assemblyName, new[] { syntaxTree },
            options: new CSharpCompilationOptions(OutputKind.DynamicallyLinkedLibrary))
        .AddReferences(
            // 这算是偷懒了吗？我把 .NET Core 运行时用到的那些引用都加入到引用了。
            // 加入引用是必要的，不然连 object 类型都是没有的，肯定编译不通过。
            AppDomain.CurrentDomain.GetAssemblies().Where(x=>!string.IsNullOrEmpty(x.Location)).Select(x => MetadataReference.CreateFromFile(x.Location)));

    // 编译到内存流中。
    using (var ms = new MemoryStream())
    {
        var result = compilation.Emit(ms);

        if (result.Success)
        {
            ms.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            var assembly = Assembly.Load(ms.ToArray());
            return assembly.GetTypes().First(x => x.Name == originalClassName);
        }
        throw new Exception(string.Join(Environment.NewLine, result.Diagnostics));
    }
}

当然还有这种四不像代码也是可以滴

//不仅可以在脚本引擎中引用命名空间，还可以在脚本中引用，当然前提是在脚本引擎中引用了相关程序集
using System;

//没有 namespace Xxx { /* code */ } 的定义，直接在外面定义一个类
public class Point
{
    public int X {get; set;}
    public int Y {get; set;}

    public Point(int x, int y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"({X}, {Y})";
    }
}

//变量没有定义在任何类或类的方法中，正常的 C# 代码一定会报错，但骚断腿的 CSharpScript.EvaluateAsync<TResult>(string code) 能正常执行
var random = new Random();

int a = random.Next(0, 1000);
int b = random.Next(0, 1000);
Func<int, int, int> plus = (l, r) => l + r;
//最后这个表达式没有分号结尾，也没有使用变量接收结果。当然，最后这个带返回值的表达式的结果会在 string result = await CSharpScript.EvaluateAsync<string>(code); 的 result 里收到
$"{a}+{b}={plus(a, b)}\r\nPoint : {new Point(random.Next(0, 1000), random.Next(0, 1000))}"

ICSharpCode.Decompiler的最新版 6.0.1 预览版1支持最新框架的程序集反编译，同时支持了大多数C#特性，包括部分C# 8.0刚出的新特性。

现在的.Net Core真是可以玩出各种骚操作，太好玩了。当然，在下面的演示代码中有一个集成在网站项目的演示，下载后运行IdentityServer项目并访问/OnlineCode/CSharp和/DeCompiler/CSharp就可以查看效果。C#脚本大多数演示代码在CSharpScriptDemo项目中。