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C# REPL

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REPL

Read-Eval-Print Loop，简称REPL，中文意为“读取-求值-输出”循环，是一个简单的、交互式的编程环境。REPL对于学习一门新的编程语言具有很大的帮助，因为它能立刻对初学者做出回应。
大家第一时间能想到的估计是Python的REPL。默认情况下，Python安装完成后就自带了一个IDE，也即是Python Shell。
Python Shell

最初的REPL都是基于命令行的，Python也是支持的。
Python command

Python作为一种脚本语言，支持REPL好像是顺理成章的事情。那么作为编译型的语言，有支持C#的REPL环境吗？答案是肯定的。

C# Interactive

从Visual Studio 2015 Update 1开始，Visual Studio 自带REPL。点击”View -> Other Windows -> C# Interactive”即可打开这个REPL的环境。
![Visual Studio 2015](/images/201712/2017-12-11_ 223825.png)

同时，IntelliSense也是支持的。
C# Interactive

从Visual Studio 2015开始，可以在项目上右键，使用如下的菜单项将当前项目引入到C# Interactive中，这样可以更加方便的调试相关的方法和代码。
Bring custom libraries to C# Interactive
对于其它旧版本的Visual Studio, 你需要手动的使用#r 加上程序集的全路径，将其引入到C# Interactive。
Bring custom libraries manually

CSI

如果你习惯于基于命令行的REPL，你可以在Developer Command Prompt for VS2015（或者更高的VS版本）中执行csi.exe这个命令。
csi.exe

关于C# Interactive和CSI的使用，你可以参考这里：C# Interactive Walkthrough

F#也有与此相对应的REPL: fsi.exe。更多信息：Interactive Programming with F#

scriptcs

如果你的Visual Studio不支持C# REPL，你可以使用scriptcs。scriptcs是由社区维护的一个开源项目，先于Visual Studio提供C# REPL。

官方推荐使用 Chocolatey 来安装scriptcs: choco install scriptcs。安装完成后，在命令行输入scriptcs即可进入REPL。
scriptcs

你也可以在Katacoda这个网站体验scriptcs: ScriptCS Playground

在线C# REPL

除了上面提到的ScriptCS Playground，还有一些网站提供在线的C# REPL。C# Pad是其中体验较好的，而且支持IntelliSense。

像下面这些提供类似本地IDE开发环境的网站，个人认为其不属于REPL。

Roslyn

以上的这些C# REPL，都依赖于Roslyn Compiler。Roslyn实现了C#语言的自举，即使用C#编写、能编译C#代码。Roslyn还提供了C#的API接口，可以理解为Compiler as a Service（编译即服务）。有关Roslyn的内容，这里就不展开叙述了，我会在后续的博客中和大家分享。

C# Script

Visual Studio 2015 Update 1除了带来了C# Interactive和CSI之外，还引入了C# script的概念。将C#语句保存为.csx文件，即可由csi或scriptcs来执行。这和其他的脚本文件类似，如python脚本、shell脚本。

例如，我们可以用任何的文本编辑器编写如下的C# script来输出斐波那契数列的前10个数字：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
IEnumerable<ulong> FibonacciNumbers()
{
    yield return 1;
    yield return 1;
    ulong previous = 1, current = 1;
    while (true)
    {
        ulong next = checked(previous + current);
        yield return next;
        previous = current;
        current = next;
    }
}

var nums = FibonacciNumbers().Take(10);

foreach (var num in nums)
{
    Console.WriteLine(num);
}

将其保存为app.csx，在命令行中即可使用csi或者scriptcs来执行这段代码：
app.csx

scriptcs for Visual Studio Code

现在最火的编辑器非VS Code莫属了。这里我分享一款插件——scriptcsRunner，scriptcsRunner依托于scriptcs，可以非常方便的执行当前代码编辑区的全部或部分C#代码。
scriptcsRunner

使用方法为：

  1. 选中部分代码（不选中任何代码表示执行当前代码编辑区的全部代码）
  2. 按F1键，输入“execute with scriptcs”（或者直接按Ctrl+Shift+R）

execute with scriptcs

Azure Functions

Azure Functions是一个无服务器计算框架。无服务器计算在云基础设施之上建立新的抽象层，从而保证开发者无需再为服务器乃至云中的各类虚拟资源操心，将精力全部集中在业务逻辑上。这也是当今软件开发行业非常热门的技术。

Azure Functions支持C#、F#、JavaScript以及Java。从下面的这个例子可以看到，Azure Functions对C#的支持正是基于C# script。
Azure Functions

上面的这个例子中，我们定义了一个Run方法，接收一个Http request，对其进行了简单的处理，然后回复一个Http Response。代码编写好了之后，保存即可运行，无需编译。需要做任何修改的话，直接改好保存即可。我们不用关心这段程序是运行在Windows上，还是在Linux上，而且应用实例会随着负载的变化自动扩展或收缩。

总结

本文首先介绍了REPL的概念以及一些支持C# REPL的工具和网站，然后谈到了由C# REPL演变而来的C# script，以及使用C# script来实现基于Azure Functions的无服务器计算应用。

现在主流的编程语言都有相应REPL环境。更有一些语言、工具提供了比简单的文本响应更强大的交互式体验，比如Apple为Swift语言提供了一个称为Playground的环境。
Swift Playground

有了REPL之后，我们就不需要因为想测试某个类或者API而去创建一个Console Application或者Unit test project了。C# REPL改变了“编写-编译-执行”这种传统的编译型语言的使用体验。基于Roslyn的C# script，极大的释放了C#语言的生产效率，拓展了C#的使用范围。

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