为什么编译器在这段代码中表现不同？

Question

在C#中，以下方法将无法编译：

public bool IsItTrue()
{
}

编译器报错：'IsItTrue()': 没有所有的代码路径都返回一个值，这是非常合理的。但是下面的代码可以顺利编译。

public bool IsItTrue()
{
    while (true)
    {
    }
}

这段代码看起来有点不对，因为没有任何返回语句。为什么会这样呢？需要帮助……

- Dhanapal

Answer 1

编译器知道第二个方法永远不会返回。

如果任何情况下这两种方法中的任一方法返回，则它们必须返回一个布尔值。

第一个方法不包含任何无限循环，不抛出任何无条件异常等，因此它必须返回一个布尔值。但是代码没有返回一个布尔值，所以编译器拒绝编译它。

第二个方法由于无限循环while (true)而永远不会返回。如果它永远不返回，则无论（如果有的话）返回什么都没有关系，所以编译器将允许它编译。

还有几个编译器会认可并允许的示例：

public bool IsItTrue()
{
    throw new Exception("Always thrown!");
}

public bool HowAboutThisOne()
{
    if ((46 - 3) < (27 * 9))
    {
        throw new Exception("Always thrown!");
    }
}

- LukeH

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有趣的是编译器会允许那样做。我可以理解为什么它可以被允许，但我想知道它在现实生活中有什么用途。 - Eric Petroelje

我知道我们可能想要类似于 while(true) 的线程，但即使是线程也应该在某个时刻结束吧？那么如果编译器能够检测到这种情况，为什么它不会抛出错误指向无限循环呢？ - uriDium

这是因为循环或条件表达式可以在编译时计算。请参见我的答案：https://dev59.com/vUrSa4cB1Zd3GeqPavic#1953368 - Steve Guidi

Answer 2

第一个错误很好地被编译器错误信息解释了。

第二个永远不会返回，因此永远不会返回任何值。

这不一样。在您的第一个示例中，该方法可能会返回而没有向调用者返回任何值->编译器错误。

第二个将永远不会返回（编译器足够聪明，它会发现您创建了一个无限循环）。它永远不会进入“好的，我到达了方法的结尾，不知道要返回什么”的状态。

- Benjamin Podszun

Answer 3

停机问题指出，你通常无法确定一个程序是否会终止或永远运行。鉴于本主题中存在似乎违反这一原则的示例，我怀疑C#编译器正在对循环条件进行分析，以便将其简化为编译时常量。如果该常量评估为true，那么我们知道该循环永远不会终止。

例如，请考虑以下两个函数。

public bool NoError()
{
    while (true) { }
}

public bool Error()
{
    while (NoError()) { }
}

如所示，第一个函数不会生成编译时错误。然而，第二个函数会因为编译器无法评估函数调用NoError()的结果而产生错误。如果将NoError()修改为始终返回true，情况也是如此。

- Steve Guidi