注：以下所有环境均为.net7.0

C# Script（CSX）

C#脚本的根源是伴随着VS2015发布的 C# 读取-求值-打印-循环 (REPL)，类似于一个CLI（Command-Line-Interface，命令行）环境，称为REPL CSI。这个CLI环境的发布也顺带引入了将C#脚本化的可能性。

以下是官网对C#脚本用途的定义：

C# 脚本是一款用于测试 C# 和 .NET 代码段的工具，无需创建多个单元测试或控制台项目。它提供了轻型选项，可快速在命令行上对 LINQ 聚合方法进行编码、检查 .NET API 是否解压缩文件或调用 REST API，以了解返回的内容或工作原理。它提供了探索和了解 API 的简便方法，无需对 %TEMP% 目录中的另一个 CSPROJ 文件支付开销。

我个人的理解的话就是C#的REPL CSI相当于一个C#版的Python虚拟机，一方面有一个解释型的CLI，一方面支持解释型的脚本。它可能会慢一点，但是对快速测试或者快速实现一个脚本功能是非常便利的。

理论相关参考了这篇文章：必备 .NET - C# 脚本 | Microsoft Learn

编写C#脚本

接下来我们以做算法题为场景学习C#脚本的使用。

C#脚本的规则与C#9中的顶层语句很像，语法也和普通C#完全一致。

主要区别有以下几个：

• 引入程序集：#r <Assembly.dll>

  • 这里直接按相对路径引入即可
  • VSCode有个奇怪错误就是必须#r System.Console才不会报错，但实际上不影响运行，甚至加了.dll反而会报错

• 引入其他脚本 #load <script.csx>

  • 个人理解是直接把这些东西像宏一样加载进来
• 引用命名空间仍然使用 using

下面用经典的牌组大小判断为例展示一下CSX的编写：

main.csx

#r "System.Console"
#load "CardAnalyzer.csx"

string line = "3 4 5 6 7-10 J Q K A";

while ((line = Console.ReadLine()) != null)
{
  var tokens = line.Split('-');
  if (tokens.Length < 2) break;
  var a = GetCardsType(tokens[0]);
  var b = GetCardsType(tokens[1]);
  if (a == CardGroupType.Illegal || b == CardGroupType.Illegal)
  {
    Console.WriteLine("ERROR");
  }
  else if (a == CardGroupType.JokerBomb)
  {
    Console.WriteLine(tokens[0]);
  }
  else if (b == CardGroupType.JokerBomb)
  {
    Console.WriteLine(tokens[1]);
  }
  else if (a == b)
  {
    if (a == CardGroupType.Multiple && tokens[0].Split(' ').Length != tokens[1].Split(' ').Length)
    {
      Console.WriteLine("ERROR");
      continue;
    }
    var aMin = GetBaseCard(tokens[0]);
    var bMin = GetBaseCard(tokens[1]);
    if (aMin > bMin)
      Console.WriteLine(tokens[0]);
    else
      Console.WriteLine(tokens[1]);
  }
  else if (a == CardGroupType.Bomb)
  {
    Console.WriteLine(tokens[0]);
  }
  else if (b == CardGroupType.Bomb)
  {
    Console.WriteLine(tokens[1]);
  }
  else
  {
    Console.WriteLine("ERROR");
  }

}

CardAnalyzer.csx

enum CardGroupType
{
  Single = 0,
  Couple,
  Triple,
  Multiple,
  Bomb,
  JokerBomb,
  Illegal
}

int ParseCard(string card)
{
  int num;
  if (int.TryParse(card, out num))
  {
    return num - 3;
  }
  else
  {
    switch (card)
    {
      case "J":
        return 8;
      case "Q":
        return 9;
      case "K":
        return 10;
      case "A":
        return 11;
      case "joker":
        return 12;
      case "JOKER":
        return 13;
      default:
        return -1;
    }
  }
}

CardGroupType GetCardsType(string token)
{
  string[] cards = token.Split(' ');
  int count = 0;
  int? prev = null;
  bool same = true;
  int lastCard = -1;
  foreach (var card in cards)
  {
    var cardIndex = ParseCard(card);
    if (same && (prev == null || prev == cardIndex))
    {
      count++;
      prev = cardIndex;
      lastCard = cardIndex;
    }
    else if (cardIndex == prev + 1)
    {
      count++;
      prev = cardIndex;
      same = false;
      lastCard = cardIndex;
    }
    else
      return CardGroupType.Illegal;
  }
  if (count == 1) return CardGroupType.Single;
  else if (same && count == 2) return CardGroupType.Couple;
  else if (same && count == 3) return CardGroupType.Triple;
  else if (same && count == 4) return CardGroupType.Bomb;
  else if (!same && count >= 5) return CardGroupType.Multiple;
  else if (count == 2 && lastCard == 13) return CardGroupType.JokerBomb;
  else return CardGroupType.Illegal;
}

int GetBaseCard(string token)
{
  string[] cards = token.Split(' ');
  List<int> cardNums = new List<int>();
  foreach (var card in cards)
  {
    var cardIndex = ParseCard(card);
    cardNums.Add(cardIndex);
  }
  return cardNums.Min();
}

CSX 运行时

有两个工具可以用来运行CSX脚本：

• dotnet-script：推荐
• scriptcs

dotnet-script

这是一个官方提供的CSX运行时，提供以下功能：

• 提供脚本运行环境（dotnet script xxx.csx直接运行脚本）
• 提供脚手架（dotnet script init），初始化一个VSCode的Debug环境
• 提供REPL环境：运行dotnet script调出REPL环境

• 提供系统级直接运行脚本的功能

  • Unix系：在开头加上 #!/usr/bin/env dotnet-script ，直接运行
  • Win：运行dotnet script register来向注册表写入CSX的处理方式
• 提供内置的Nuget包支持 #r "nuget: PackageName, Version"

它有很多分支（我也不是很懂，我只用第一个），详见下面这个表格，来自于官方仓库：dotnet-script/dotnet-script: Run C# scripts from the .NET CLI. (github.com)

如果有全局.NET 工具支持的话，可以只用.NET CLI输入dotnet tool install -g dotnet-script即可安装（要求.NET Core 2.1 以上）。

scriptcs

这是 CodeRunner 内置的CSX运行命令环境实现，年代相比dotnet-script更久远一点，个人更推荐上一个。

官方仓库：scriptcs/scriptcs: Write C# apps with a text editor, nuget and the power of Roslyn! (github.com)

它也提供类似的功能：

• 脚本运行环境：scriptcs xxx.csx直接运行脚本
• 提供REPL环境
• 提供Nuget包支持，但是方式不如dotnet-script方便

安装是通过Chocolatey进行：cinst scriptcs，优势是直接顶层环境变量。

个人对比下来，scriptcs比dotnet-script要慢一点，功能更少，Nuget引入也没那么方便，最后一次更新也更早，个人更推荐dotnet-script一点。

传统项目作为环境

由于大部分刷题环境不支持CSX，这里还是用传统的CLI方法dotnet new搭配VSCode管理项目搭建刷题环境。

• 使用 dotnet new console创建一个新的控制台项目

  • 这样在新版本创建的是一个运用顶层语句和隐式全局Using的项目
  • 要创建老版本带类的项目可以使用 -use-program-main 参数
  • 消除隐式Using可以在项目配置中取消ImplicitUsing
• 使用dotnet run直接运行项目
• 在VSCode中使用C#插件配置launch.json和tasks.json可以实现单步调试