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C# 9.0 特性全面總結(jié)

 更新時(shí)間：2021年02月26日 08:32:20   作者：張志敏  
這篇文章主要介紹了C# 9.0 特性的相關(guān)資料，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)使用c#，感興趣的朋友可以了解下

頂級(jí)語(yǔ)句

頂級(jí)語(yǔ)句可以刪除程序中不必要的代碼， 以最簡(jiǎn)單的 Hello, world! 為例：

using System;

namespace HelloWorld {

 class Program {

  static void Main(string[] args) {
   Console.WriteLine("Hello World!");
  }
 }
}

如果使用頂級(jí)語(yǔ)句的話(huà)， 可以簡(jiǎn)化為：

using System;

Console.WriteLine("Hello World!");

如果不使用 using ， 還可以更加簡(jiǎn)化：

System.Console.WriteLine("Hello World!");

頂級(jí)語(yǔ)句在很多命令行程序、小工具程序中會(huì)非常有用， 對(duì)應(yīng)用程序的作用域或者復(fù)雜程度沒(méi)有任何限制。

注意， 一個(gè)程序中， 只能有一個(gè)文件使用頂級(jí)語(yǔ)句， 并且頂級(jí)語(yǔ)句必須位于命名空間或類(lèi)型定義之前！

棄元參數(shù)

在 lambda 表達(dá)式或者匿名函數(shù)中如果要忽略某個(gè)參數(shù)， 可以用 _ 代替。

var button = new Button("Click Me!");

button.Click += (_, e) => { /* other code goes here. */ };

僅初始化設(shè)置器 （Init only setters）

創(chuàng)建只能通過(guò)對(duì)象初始化進(jìn)行賦值的屬性。

public class InitDemo {
 public string Start { get; init; }
 public string Stop { get; init; }
}

// initDemo.Start = "Now"; // Error
// initDemo.End = "Tomorrow"; // Error

var initDemo = new InitDemo {
 Start = "Now",
 Stop = "Tomorrow"
};

記錄類(lèi)型 (Record)

記錄類(lèi)型， 是一種引用類(lèi)型， 默認(rèn)是不可變的。 記錄類(lèi)型的相等判斷可以通過(guò)引用或者結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷的。

// 默認(rèn)不可變的記錄類(lèi)型
public record Person(string Name, int Age);
// 可變記錄類(lèi)型
public record MutablePerson(string Name, int Age) {
 public string Name { get; set; } = Name;
 public int Age { get; set; } = Age;
}

var person1 = new Person("Zhimin Zhang", 40);
var person2 = new Person("Zhimin Zhang", 40);

Console.WriteLine(person1 == person2); // True 結(jié)構(gòu)相同
Console.WriteLine(person1.Equals(person2)); // True 結(jié)構(gòu)相同
Console.WriteLine(ReferenceEquals(person1, person2)); // False, 引用不同

// 改變默認(rèn)的記錄！ --> 創(chuàng)建一個(gè)新的記錄。
var person3 = person1 with { Age = 43 };
Console.WriteLine(person3 == person1); // False 結(jié)構(gòu)不同

// 解構(gòu) (Destruct) 一個(gè)記錄， 將記錄的屬性提取為本地變量
var (name, age) = person3;

var person4 = new MutablePerson("Zhimin zhang", 40);
person4.Age = 43;

var person5 = new Citizen("Zhimin Zhang", 40, "China");
Console.WriteLine(person1 == person5);

// 記錄類(lèi)型也可以被繼承
public record Citizen(string Name, int Age, string Country) : Person(Name, Age);
var citizen = new Citizen("Zhimin Zhang", 40, "China");
Console.WriteLine(person1 == citizen); // False 類(lèi)型不同；
  • 優(yōu)點(diǎn)：記錄類(lèi)型是輕量級(jí)的不可變類(lèi)型，可以減少大量的代碼， 可以按照結(jié)構(gòu)和引用進(jìn)行比較；
  • 缺點(diǎn)：需要實(shí)例化大量的對(duì)象；

如果要更加深入的學(xué)習(xí)記錄類(lèi)型， 請(qǐng)查看微軟的官方文檔 exploration of records 。

模式匹配增強(qiáng)

C# 9 包含了一些新的模式匹配增強(qiáng)：

Type patterns 類(lèi)型匹配，判斷一個(gè)變量的類(lèi)型

object obj = new int();
var type = obj switch {
 string => "string",
 int => "int",
 _ => "obj"
};
Console.WriteLine(type); // int

Relational patterns 關(guān)系匹配

// Relational patterns
var person1 = new Person("Zhimin Zhang", 40);
var inRange = person1 switch {
 (_, < 18) => "less than 18",
 (_, > 18) => "greater than 18",
 (_, 18) => "18 years old!"
};
Console.WriteLine(inRange); // greater than 18

Conjunctive and patterns 邏輯與匹配

// And pattern
var person1 = new Person("Zhimin Zhang", 40);
var ageInRange = person1 switch {
 (_, < 18) => "less than 18",
 ("Zhang Zhimin", _) and (_, >= 18) => "Zhimin Zhang is greater than 18"
};
Console.WriteLine(ageInRange); // Zhimin Zhang is greater than 18

Disjunctive or patterns 邏輯或匹配

// Or pattern
var person1 = new Person("Zhimin Zhang", 40);
var ageInRange = person1 switch {
 (_, < 18) => "less than 18",
 (_, 18) or (_, > 18) => "18 or greater"
};
Console.WriteLine(ageInRange); // 18 or greater

Negated not patterns 邏輯非匹配

// Not pattern
var person1 = new Person("Zhimin Zhang", 40);
var meOrNot = person1 switch {
 not ("Zhimin Zhang", 40) => "Not me!",
 _ => "Me :-)"
};
Console.WriteLine(meOrNot); // Me :-)

Parenthesized patterns 帶括號(hào)的優(yōu)先級(jí)匹配

// Parenthesized patterns
var is10 = new IsNumber(true, 10);
var n10 = is10 switch {
 ((_, > 1 and < 5) and (_, > 5 and < 9)) or (_, 10) => "10",
 _ => "not 10"
};
Console.WriteLine(n10); // 10

注意， 如果沒(méi)有匹配到全部的情況， 將會(huì)出現(xiàn)異常。

新的初始化表達(dá)式

在C＃9.0中，當(dāng)已創(chuàng)建對(duì)象的類(lèi)型已知時(shí)，可以在new表達(dá)式中省略該類(lèi)型。

public class MyClass {
 private List<WeatherObservation> _observations = new();
}

Point p = new(1, 1);
Dictionary<string, int> dict = new();

Point[] points = { new(1, 1), new (2, 2), new (3, 3) };
var list = new List<Point> {
 new(1, 1), new(2, 2), new(3, 3)
};
  • 優(yōu)點(diǎn)： 可以讓代碼更加簡(jiǎn)潔；
  • 缺點(diǎn)： 某些情況下會(huì)讓代碼更難理解；

目標(biāo)類(lèi)型條件表達(dá)式

可以隱式轉(zhuǎn)換 null 值， 在 C#9.0 中得到了增強(qiáng)。

void TestMethod(int[] list, uint? u) {
 int[] x = list ?? new int[0];
 var l = u ?? -1u;
}

GetEnumerator 擴(kuò)展

可以為任意類(lèi)型添加一個(gè) GetEnumerator<T> 擴(kuò)展， 返回一個(gè) IEnumerator<T> 或者 IAsyncEnumerator<T> 實(shí)例， 從而在 foreach 循環(huán)中使用。

public static class Extensions {
 public static IEnumerator<T> GetEnumerator<T>(this IEnumerator<T> enumerator) => enumerator;
}

IEnumerator<string> enumerator = new Collection<string> {
 "A", "B", "C"
}.GetEnumerator();

foreach (var item in enumerator) {
 Console.WriteLine(item);
}

在本地函數(shù)上添加標(biāo)記

允許在本地函數(shù)上添加標(biāo)記。

static void Main(string[] args) {
 
 [Conditional("DEBUG")]
 static void DoSomething([NotNull] string test) {
 Console.WriteLine("Do it!");
 }
 
 DoSomething("Doing!");
}

分部方法擴(kuò)展

在C#9.0中，移除了分部方法的幾個(gè)限制：

  1. 必須具有 void 返回類(lèi)型。
  2. 不能具有 out 參數(shù)。
  3. 不能具有任何可訪(fǎng)問(wèn)性（隱式 private ）。
partial class Doing {
 internal partial bool DoSomething(string s, out int i);
}

partial class Doing {
 internal partial bool DoSomething(string s, out int i) {
 i = 0;
 return true;
 }
}

靜態(tài) lambda 表達(dá)式

從 C＃9.0 開(kāi)始，可以將 static 修飾符添加到 lambda 表達(dá)式或 匿名方法 。靜態(tài) lambda 表達(dá)式類(lèi)似于 static 局部函數(shù)：靜態(tài)lambda或匿名方法無(wú)法捕獲局部變量或?qū)嵗隣顟B(tài)。 所述 static 可以防止意外捕獲其他變量。

lambda 表達(dá)式會(huì)捕獲上下文的變量，不僅會(huì)有性能的問(wèn)題，而且還可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，比如：

int number = 0;

Func<string> toString = () => number.ToString(); // number 被自動(dòng)捕獲進(jìn) toString 函數(shù)中

可以在 lambda 表達(dá)式前添加 static 關(guān)鍵字， 來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：

int number = 0;
Func<string> toString = static () => number.ToString(); // 這里無(wú)法再使用 number ；

模塊初始化代碼

可以使用 ModuleInitializerAttribute 為組件 (assembly) 定義初始化代碼， 當(dāng)初始化/加載時(shí)執(zhí)行， 可以類(lèi)比類(lèi)的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)， 但是是組件級(jí)別的， 要求如下：

  • 必須是靜態(tài)的、無(wú)參數(shù)的、無(wú)返回值的方法；
  • 不能是范型方法，也不能包含在范型類(lèi)中；
  • 不能是私有函數(shù)，必須是公開(kāi) (public) 或者內(nèi)部 (internal) 的函數(shù)；

協(xié)變返回類(lèi)型

協(xié)變返回類(lèi)型為重寫(xiě)方法的返回類(lèi)型提供了靈活性。覆蓋方法可以返回從覆蓋的基礎(chǔ)方法的返回類(lèi)型派生的類(lèi)型。這對(duì)于記錄和其他支持虛擬克隆或工廠方法的類(lèi)型很有用。 比如：

public virtual Person GetPerson() { return new Person(); }

public override Person GetPerson() { return new Student(); }

在 C# 9.0 中， 可以在子類(lèi)中返回更加詳細(xì)的類(lèi)型：

public virtual Person GetPerson() { return new Person(); }

public Student Person GetPerson() { return new Student(); }

原生整數(shù)類(lèi)型

C#9 添加了兩個(gè)新的整數(shù)類(lèi)型 (nint 和 nunit) ， 依賴(lài)宿主機(jī)以及編譯設(shè)定。

nint nativeInt = 55;
Console.WriteLine(nint.MaxValue);

// 在 x86 平臺(tái)上， 輸出為 2147483647

// 在 x64 平臺(tái)上， 輸出為 9223372036854775807
  • 優(yōu)點(diǎn)：可以更好的兼容原生API；
  • 缺點(diǎn)：缺失平臺(tái)無(wú)關(guān)性；

跳過(guò)本地初始化 (SkipLocalInit)

在 C#9.0 中，可以使用 SkipLocalsInitAttribute 來(lái)告知編譯器不要發(fā)射 (Emit) .locals init 標(biāo)記。

[System.Runtime.CompilerServices.SkipLocalsInit]
static unsafe void DemoLocalsInit() {
 int x;
 // 注意， x 沒(méi)有初始化， 輸出結(jié)果不確定；
 Console.WriteLine(*&x);
}
  • 優(yōu)點(diǎn)：跳過(guò)本地初始化可以提升程序的性能；
  • 缺點(diǎn)：性能的影響通常不大，建議只在極端情況下才使用這個(gè)；

函數(shù)指針

使用 delegate* 可以聲明函數(shù)指針。

unsafe class FunctionPointer {
 static int GetLength(string s) => s.Length;
 delegate*<string, int> functionPointer = &GetLength;
}

public void Test() {
 Console.WriteLine(functionPointer("test")); // 4;
}

以上就是C# 9.0 特性全面總結(jié)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C# 9.0 特性的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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