先略看题目：
1 请简述async函数的编译方式
2 请简述Task状态机的实现和工作机制
3 请简述await的作用和原理，并说明和GetResult()有什么区别
4 Task和Thread有区别吗？如果有请简述区别
5 简述yield的作用
6 利用IEnumerable<T>实现斐波那契数列生成
7 简述stackless coroutine和stackful coroutine的区别，并指出C#的coroutine是哪一种
8 请简述SelectMany的作用
9 请实现一个函数Compose用于将多个函数复合
10 实现Maybe<T> monad，并利用LINQ实现对Nothing（空值）和Just（有值）的求和
11 简述LINQ的lazy computation机制
12 利用SelectMany实现两个数组中元素的两两相加
13 请为三元函数实现柯里化
14 请简述ref struct的作用
15 请简述ref return的使用方法
16 请利用foreach和ref为一个数组中的每个元素加1
17 请简述ref、out和in在用作函数参数修饰符时的区别
18 请简述非sealed类的IDisposable实现方法
19 delegate和event本质是什么？请简述他们的实现机制
没错，这是一位来自【广州.NET技术俱乐部】微信群的偏Programming Languages（编程语言开发科学）的大佬，本文我将斗胆回答一下这些题目😂。
由于这些题目（对我来说）比较难，因此我这次只斗胆回答前10道题，发作上篇，另外一半的题目再等我慢慢查阅资料，另行回答😂。
1. 请简述async函数的编译方式
async/await是C# 5.0推出的异步代码编程模型，其本质是编译为状态机。只要函数前带上async，就会将函数转换为状态机。
2. 请简述Task状态机的实现和工作机制
CPS全称是Continuation Passing Style，在.NET中，它会自动编译为：
（1）将所有引用的局部变量做成闭包，放到一个隐藏的状态机的类中；
（2）将所有的await展开成一个状态号，有几个await就有几个状态号；
（3）每次执行完一个状态，都重复回调状态机的MoveNext方法，同时指定下一个状态号；
（4）MoveNext方法还需处理线程和异常等问题。
3. 请简述await的作用和原理，并说明和GetResult()有什么区别
从状态机的角度出发，await的本质是调用Task.GetAwaiter()的UnsafeOnCompleted(Action)回调，并指定下一个状态号。
从多线程的角度出发，如果await的Task需要在新的线程上执行，该状态机的MoveNext()方法会立即返回，此时，主线程被释放出来了，然后在UnsafeOnCompleted回调的action指定的线程上下文中继续MoveNext()和下一个状态的代码。
而相比之下，GetResult()就是在当前线程上立即等待Task的完成，在Task完成前，当前线程不会释放。
注意：Task也可能不一定在新的线程上执行，此时用GetResult()或者await就只有会不会创建状态机的区别了。
4. Task和Thread有区别吗？如果有请简述区别
Task和Thread都能创建用多线程的方式执行代码，但它们有较大的区别。
Task较新，发布于.NET 4.5，能结合新的async/await代码模型写代码，它不止能创建新线程，还能使用线程池（默认）、单线程等方式编程，在UI编程领域，Task还能自动返回UI线程上下文，还提供了许多便利API以管理多个Task，用表格总结如下：
| 区别 | Task | Thread |
| .net版本 | 4.5 | 1.1 |
| async/await | 支持 | 不支持 |
| 创建新线程 | 支持 | 支持 |
| 线程池/单线程 | 支持 | 不支持 |
| 返回主线程 | 支持 | 不支持 |
| 管理API | 支持 | 不支持 |
TL;DR就是，用Task就对了。
5. 简述yield的作用
yield需配合IEnumerable<T>一起使用，能在一个函数中支持多次（不是多个）返回，其本质和async/await一样，也是状态机。
如果不使用yield，需实现IEnumerable<T>，它只暴露了GetEnumerator<T>，这样确保yield是可重入的，比较符合人的习惯。
注意，其它的语言，如C++/Java/ES6实现的yield，都叫generator（生成器），这相当于.NET中的IEnumerator<T>（而不是IEnumerable<T>）。这种设计导致yield不可重入，只要其迭代过一次，就无法重新迭代了，需要注意。
6. 利用IEnumerable<T>实现斐波那契数列生成
IEnumerable<int> GenerateFibonacci(int n)
{
int current = 1, next = 1;
for (int i = 0; i < n; ++i)
{
yield return current;
next = current + (current = next);
}
}
7. 简述stackless coroutine和stackful coroutine的区别，并指出C#的coroutine是哪一种
stackless和stackful对应的是协程中栈的内存，stackless表示栈内存位置不固定，而stackful则需要分配一个固定的栈内存。
在继续执行（Continuation/MoveNext()）时，stackless需要编译器生成代码，如闭包，来自定义继续执行逻辑；而stackful则直接从原栈的位置继续执行。
性能方面，stackful的中断返回需要依赖控制CPU的跳转位置来实现，属于骚操作，会略微影响CPU的分支预测，从而影响性能（但影响不算大），这方面stackless无影响。
内存方面，stackful需要分配一个固定大小的栈内存（如4kb），而stackless只需创建带一个状态号变量的状态机，stackful占用的内存更大。
骚操作方面，stackful可以轻松实现完全一致的递归/异常处理等，没有任何影响，但stackless需要编译器作者高超的技艺才能实现（如C#的作者），注意最初的C# 5.0在try-catch块中是不能写await的。
和已有组件结合/框架依赖方面，stackless需要定义一个状态机类型，如Task<T>/IEnumerable<T>/IAsyncEnumerable<T>等，而stackful不需要，因此这方面stackless较麻烦。
Go属于stackful，因此每个goroutine需要分配一个固定大小的内存。
C#属于stackless，它会创建一个闭包和状态机，需要编译器生成代码来指定继续执行逻辑。
总结如下：
| 功能 | stackless | stackful |
| 内存位置 | 不固定 | 固定 |
| 继续执行 | 编译器定义 | CPU跳转 |
| 性能/速度 | 快 | 快，但影响分支预测 |
| 内存占用 | 低 | 需要固定大小的栈内存 |
| 编译器难度 | 难 | 适中 |
| 组件依赖 | 不方便 | 方便 |
| 嵌套 | 不支持 | 支持 |
| 举例 | C#/js | Go/C++ Boost |
8. 请简述SelectMany的作用
相当于js中数组的flatMap，意思是将序列中的每一条数据，转换为0到多条数据。
SelectMany可以实现过滤/.Where，方法如下：
public static IEnumerable<T> MyWhere<T>(this IEnumerable<T> seq, Func<T, bool> predicate)
{
return seq.SelectMany(x => predicate(x) ?
new[] { x } :
Enumerable.Empty<T>());
}
SelectMany是LINQ中from关键字的组成部分，这一点将在第10题作演示。
9. 请实现一个函数Compose用于将多个函数复合
public static Func<T1, T3> Compose<T1, T2, T3>(this Func<T1, T2> f1, Func<T2, T3> f2)
{
return x => f2(f1(x));
}
然后使用方式：
Func<int, double> log2 = x => Math.Log2(x); Func<double, string> toString = x => x.ToString(); var log2ToString = log2.Compose(toString); Console.WriteLine(log2ToString(16)); // 4
10. 实现Maybe<T> monad，并利用LINQ实现对Nothing（空值）和Just（有值）的求和
本题比较难懂，经过和大佬确认，本质是要实现如下效果：
void Main()
{
Maybe<int> a = Maybe.Just(5);
Maybe<int> b = Maybe.Nothing<int>();
Maybe<int> c = Maybe.Just(10);
(from a0 in a from b0 in b select a0 + b0).Dump(); // Nothing
(from a0 in a from c0 in c select a0 + c0).Dump(); // Just 15
}
按照我猴子进化来的大脑的理解，应该很自然地能写出如下代码：
public class Maybe<T> : IEnumerable<T>
{
public bool HasValue { get; set; }
public T Value { get; set;}
IEnumerable<T> ToValue()
{
if (HasValue) yield return Value;
}
public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
return ToValue().GetEnumerator();
}
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
return ToValue().GetEnumerator();
}
}
public class Maybe
{
public static Maybe<T> Just<T>(T value)
{
return new Maybe<T> { Value = value, HasValue = true};
}
public static Maybe<T> Nothing<T>()
{
return new Maybe<T>();
}
}
这种很自然，通过继承IEnumerable<T>来实现LINQ to Objects的基本功能，但却是错误答案。
正确答案：
public struct Maybe<T>
{
public readonly bool HasValue;
public readonly T Value;
public Maybe(bool hasValue, T value)
{
HasValue = hasValue;
Value = value;
}
public Maybe<B> SelectMany<TCollection, B>(Func<T, Maybe<TCollection>> collectionSelector, Func<T, TCollection, B> f)
{
if (!HasValue) return Maybe.Nothing<B>();
Maybe<TCollection> collection = collectionSelector(Value);
if (!collection.HasValue) return Maybe.Nothing<B>();
return Maybe.Just(f(Value, collection.Value));
}
public override string ToString() => HasValue ? $"Just {Value}" : "Nothing";
}
public class Maybe
{
public static Maybe<T> Just<T>(T value)
{
return new Maybe<T>(true, value);
}
public static Maybe<T> Nothing<T>()
{
return new Maybe<T>();
}
}
注意：
首先这是一个函数式编程的应用场景，它应该使用struct——值类型。
其次，不是所有的LINQ都要走IEnumerable<T>，可以用手撸的LINQ表达式——SelectMany来表示。（关于这一点，其实特别重要，我稍后有空会深入聊聊这一点。）
总结
这些技术平时可能比较冷门，全部能回答正确也并不意味着会有多有用，可能很难有机会用上。
但如果是在开发像ASP.NET Core那样的超高性能网络服务器、中间件，或者Unity 3D那样的高性能游戏引擎、或者做一些高性能实时ETL之类的，就能依靠这些知识，做出比肩甚至超过C/C++的性能，同时还能享受C#/.NET便利性的产品。
群里有人戏称面试时出这些题的公司，要么是心太大，要么至少得开60k，因此本文取名为60k大佬。
敬请期待我的下篇😂。
以上就是解答“60k”大佬的19道C#面试题（上）的详细内容，更多关于C#面试题的资料请关注呐喊教程其它相关文章！
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