C#9.0 新特性簡介

更新時間：2020年10月13日 10:39:34 作者：碼農(nóng)阿宇

這篇文章主要介紹了C#9.0 新特性簡介，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

CandidateFeaturesForCSharp9

看到標(biāo)題,是不是認(rèn)為我把標(biāo)題寫錯了?是的,C# 8.0還未正式發(fā)布,在官網(wǎng)它的最新版本還是Preview 5,通往C＃9的漫長道路卻已經(jīng)開始.前寫天收到了活躍在C#一線的BASSAM ALUGILI給我分享C# 9.0新特性,我在他文章的基礎(chǔ)上進(jìn)行翻譯,希望能對大家有所幫助.

這是世界上第一篇關(guān)于C＃9候選功能的文章。閱讀完本文后，你將會為未來可能遇到的C＃ 9.0新特性做好更充分的準(zhǔn)備。

這篇文章基于，

C# 9.0候選新特性

原生大小的數(shù)字類型

這次引入一組新類型（nint，nuint，nfloat等）'n'表示native(原生),該特性允許聲明一個32位或64位的數(shù)據(jù)類型,這取決于操作系統(tǒng)的平臺類型。

nint nativeInt = 55; take 4 bytes when I compile in 32 Bit host.  
nint nativeInt = 55; take 8 bytes when I compile in 64 Bit host with x64 compilation settings.

xamarin中已存在類似的概念，

xamarin原生類型

Records and Pattern-based With-Expression

這個功能我等待了很長時間,Records是一種輕量級的不可變類型,它可以是方法,屬性,運算符等,它允許我們進(jìn)行結(jié)構(gòu)的比較, 此外,默認(rèn)情況下,Records屬性是只讀的。

Records可以是值類型或引用類型。

Example

public class Point3D(double X, double Y, double Z);  
public class Demo   
{  
 public void CreatePoint()  
 {  
 var p = new Point3D(1.0, 1.0, 1.0); 
 } 
}

這些代碼會被編譯器轉(zhuǎn)化如下形式.

public class Point3D  
{  
private readonly double <X>k__BackingField;  
private readonly double <Y>k__BackingField;  
private readonly double <Z>k__BackingField;  
public double X {get {return <X>k__BackingField;}}  
public double Y{get{return <Y>k__BackingField;}}  
public double Z{get{return <Z>k__BackingField;}}  
  
 public Point3D(double X, double Y, double Z)  
 {  
 <X>k__BackingField = X;  
 <Y>k__BackingField = Y;  
 <Z>k__BackingField = Z;  
 }  
  
 public bool Equals(Point3D value)  
 {  
 return X == value.X && Y == value.Y && Z == value.Z;  
 }  
   
 public override bool Equals(object value)  
 {  
 Point3D value2;  
 return (value2 = (value as Point3D)) != null && Equals(value2);  
 }  
  
 public override int GetHashCode()  
 {  
 return ((1717635750 * -1521134295 + EqualityComparer<double>.Default.GetHashCode(X)) * -1521134295 + EqualityComparer<double>.Default.GetHashCode(Y)) * -1521134295 + EqualityComparer<double>.Default.GetHashCode(Z);  
 }  
}  
   
Using Records:  
   
public class Demo  
{  
 public void CreatePoint()  
 {  
 Point3D point3D = new Point3D(1.0, 1.0, 1.0);  
 }  
}

Records迎合了基于表達(dá)式形式編程的特性,使得我們可以這樣使用它.

var newPoint3D = Point3D.With(x: 42);

這樣我們創(chuàng)建的新Point（new Point3D）就像現(xiàn)有的一個（point3D）一樣并把X的值更改為42。

這個特性于基于pattern matching也非常有效,我會在我的下一篇文章中介紹這一點.

那么我們?yōu)槭裁匆褂肦ecords而不是用結(jié)構(gòu)體呢?為了回答這些問題，我引用了了Reddit的一句話：

“結(jié)構(gòu)體是你必須要有一些約定來實現(xiàn)的東西。你不必手動地去讓它只讀,你也不用去實現(xiàn)他們的比較邏輯,但如果你不這樣做,那你就失去了使用結(jié)構(gòu)體的意義，編譯器不會強(qiáng)制執(zhí)行這些約束"。

Records類型由是編譯器實現(xiàn)，這意味著您必須滿足所有這些條件并且不能錯誤, 因此，它們不僅可以減少重復(fù)代碼，還可以消除一大堆潛在的錯誤。

此外，這個功能在F＃中存在了十多年，其他語言如（Scala，Kotlin）也有類似的概念。

F＃

type Greeter(name: string) = member this.SayHi() = printfn "Hi, %s" name

Scala

class Greeter(name: String)   
{  
  def SayHi() = println("Hi, " + name)  
}

Kotlin

class Greeter(val name: String)   
{  
 fun sayhi()   
 {  
 println("Hi, ${name}");  
 }  
}

在沒有Records之前,我們要實現(xiàn)類似的功能,C#代碼要這么寫

public class Greeter
{
 private readonly string _name;
 public Greeter(string name)
 {
 _name = name;
 }
 public void Greet()
 {
 Console.WriteLine($ "Hello, {_name}");
 }
}

有了Records之后，我們可以將C＃代碼大大地減少了，

ublic class Greeter(name: string)   
{  
 public void Greet()   
 {  
 Console.WriteLine($ "Hello, {_name}");  
 }  
}

Less code! = I love it!

Type Classes

此功能的靈感來自Haskell，它是我最喜歡的功能之一。正如我兩年前在我文章中所說，C＃將實現(xiàn)更多的函數(shù)式編(FP)程概念，Type Classes就是FP概念之一。在函數(shù)式編程中，Type Classes允許您在類型上添加一組操作，但不實現(xiàn)它。由于實現(xiàn)是在其他地方完成的，這是一種多態(tài)，它比面向?qū)ο缶幊陶Z言中的class更靈活。

Type Classes和C＃接口具有相似的用途，但它們的工作方式有所不同，在某些情況下，由于處理固定類型而不是繼承層次結(jié)構(gòu)，因此Type Classes更易于使用。

此這特性最初與“extending everything”功能一起引入，您可以將它們組合在一起，如Mads Torgersen給出的例子所示。

我引用了官方提案中的一些結(jié)論：

“一般來說，”shape“（shape是Type Classes的一個新的關(guān)鍵字）聲明非常類似于接口聲明，除了以下情況，

它可以定義任何類型的成員（包括靜態(tài)成員）
可以通過擴(kuò)展實現(xiàn)
只能在指定的地方當(dāng)作一種類型使用(作用域)“

Haskell中 Type Classes示例。

class Eq a where   
(==) :: a -> a -> Bool  
(/=) :: a -> a -> Bool

“Eq”是類名，而==，/ =是類中的操作。類型“a”是類“Eq”的實例。

如果我們將上述例子用C#接口實現(xiàn)將會是這樣.

interface Num<A>   
{  
 A Add(A a, A b);  
 A Mult(A a, A b);  
 A Neg(A a);  
}  
   
struct NumInt : Num<int>   
{  
 public int Add(int a, int b) => a + b;   
 public int Mult(int a, int b) => a * b;   
 public int Neg(int a) => -a;  
}

如果我們用Type Classes實現(xiàn)C# 功能會是這樣

shape Num<A>  
{  
 A Add(A a, A b);  
 A Mult(A a, A b);  
 A Neg(A a);  
}  
   
instance NumInt : Num<int>  
{  
 int Add(int a, int b) => a + b;   
 int Mult(int a, int b) => a * b;   
 int Neg(int a) => -a;  
}

通過上面例子,可以看到接口和shape的語法類似 ,那我們再來看看Mads Torgersen給出的例子

Note：shape不是一種類型。相反，shape的主要目的是用作通用約束，限制類型參數(shù)以具有正確的形狀，同時允許通用聲明的主體使用該形狀，

原始來源

public shape SGroup<T>   
{   
 static T operator +(T t1, T t2);   
 static T Zero {get;}    
}

這個聲明說如果一個類型在T上實現(xiàn)了一個+運算符并且具有0靜態(tài)屬性，那么它可以是一個SGroup 。

給int添加靜態(tài)成員Zero

public extension IntGroup of int: SGroup<int>  
{  
 public static int Zero => 0;  
}

定義一個AddAll方法

public static AddAll<T>(T[] ts) where T: SGroup<T> // shape used as constraint  
{  
 var result = T.Zero; // Making use of the shape's Zero property  
 foreach (var t in ts) { result += t; } // Making use of the shape's + operator  
 return result;  
}

讓我們用一些整數(shù)調(diào)用AddAll方法，

int[] numbers = { 5, 1, 9, 2, 3, 10, 8, 4, 7, 6 };    
WriteLine(AddAll(numbers)); // infers T = int

這就是Type class 的妙處,慢慢消化感受一下??

Dictionary Literals

引入更簡單的語法來創(chuàng)建初始化的Dictionary <TKey，TValue>對象，而無需指定Dictionary類型名稱或類型參數(shù)。使用用于數(shù)組類型推斷的現(xiàn)有規(guī)則推斷字典的類型參數(shù)。

// C# 1..8  
var x = new Dictionary <string,int> () { { "foo", 4 }, { "bar", 5 }};  
// C# 9  
var x = ["foo":4, "bar": 5];

該特性使C＃中的字典工作更簡單，并刪除冗余代碼。此外，值得一提的是，在F＃和Swift等其他編程語言中也使用了類似的字典語法。

Params Span

允許params語法使用Span 這個幫助來實現(xiàn)沒有任何堆分配的params參數(shù)傳遞。此功能可以使params方法的使用更加高效。

新的語法如下，

void Foo(params Span<int> values);

struct允許使用無參構(gòu)造函數(shù)

到目前為止，在C＃中不允許在結(jié)構(gòu)體聲明中使用無參構(gòu)造函數(shù),在C＃9中，將刪除此限制。

StackOverflow示例

public struct Rational  
{  
 private long numerator;  
 private long denominator;  
  
 public Rational(long num, long denom)  
 { /* Todo: Find GCD etc. */ }  
  
 public Rational(long num)  
 {  
 numerator = num;  
 denominator = 1;  
 }  
   
 public Rational() // This is not allowed  
 {  
 numerator = 0;  
 denominator = 1;  
 }  
}

鏈接到StackOverflow示例

其實CLR已經(jīng)允許值類型數(shù)據(jù)具有無參構(gòu)造函數(shù),只是C# 對這個功能進(jìn)行了限制,在C# 9.0中可能會消除這種限制.

固定大小的緩沖區(qū)

這些提供了一種通用且安全的機(jī)制，用于向C＃語言聲明固定大小的緩沖區(qū)。

目前,用戶可以在不安全的環(huán)境中創(chuàng)建固定大小的緩沖區(qū)。但是，這需要用戶處理指針，手動執(zhí)行邊界檢查，并且只支持一組有限的類型（bool，byte，char，short，int，long，sbyte，ushort，uint，ulong，float和double）。該特性引入后將使固定大小的緩沖區(qū)變得安全安全，如下例所示。

可以通過以下方式聲明一個安全的固定大小的緩沖區(qū)，

public fixed DXGI_RGB GammaCurve[1025];

該聲明將由編譯器轉(zhuǎn)換為內(nèi)部表示，類似于以下內(nèi)容，

[FixedBuffer(typeof(DXGI_RGB), 1024)]  
public ConsoleApp1.<Buffer>e__FixedBuffer_1024<DXGI_RGB> GammaCurve;  
  
// Pack = 0 is the default packing and should result in indexable layout.  
[CompilerGenerated, UnsafeValueType, StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 0)]  
struct <Buffer>e__FixedBuffer_1024<T>  
{  
 private T _e0;  
 private T _e1;  
 // _e2 ... _e1023  
 private T _e1024;  
 public ref T this[int index] => ref (uint)index <= 1024u ?  
 ref RefAdd<T>(ref _e0, index):  
 throw new IndexOutOfRange();  
}

Uft8字符串文字

它是關(guān)于定義一種新的字符串類型UTF8String，它將是，

System.UTF8String myUTF8string ="Test String";

Base(T)

此功能用于解決默認(rèn)接口方法中的覆蓋沖突問題:

interface I1
{ 
  void M(int) { }
}

interface I2
{
  void M(short) { }
}

interface I3
{
  override void I1.M(int) { }
}

interface I4 : I3
{
  void M2()
  {
    base(I3).M(0) // Which M should be used here? What does this do?
  }
}

https://github.com/dotnet/csharplang/blob/master/meetings/2019/LDM-2019-02-27.md

摘要

您已經(jīng)閱讀了第一個C＃9候選特性。正如您所看到的，許多新功能受到其他編程語言或編程范例的啟發(fā)，而不是自我創(chuàng)新，這些特性大部分在在社區(qū)中得到了廣泛認(rèn)可,所以引入C# 后應(yīng)該也會給大家?guī)聿诲e的體驗.

原文 : https://www.c-sharpcorner.com/article/candidate-features-for-c-sharp-9/

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