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C# 8.0 的主要特性

使用C#8.0中的模式 


Visual Studio 2019预览版2已经发布!伴随它的还有一些C#0的功能,供您试用。主要是关于模式匹配,但我会在最后提到一些其他的消息和变化。

更多地方的更多模式

当C#0引入模式匹配时,我们说我们希望将来在更多地方添加更多模式。是时候了!我们添加了我们称之为递归模式的内容,以及一种更紧凑的switch语句表达形式,称为Switch表达式(您猜对了!)。

这是一个简单的C#0模式示例,让我们开始:

class Point
{
    public int X { get; }
    public int Y { get; }
    public Point(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
    public void Deconstruct(out int x, out int y) => (x, y) = (X, Y);
}
 
static string Display(object o)
{
    switch (o)
    {
        case Point p when p.X == 0 && p.Y == 0:
            return "origin";
        case Point p:
            return $"({p.X}, {p.Y})";
        default:
            return "unknown";
    }
}

Switch表达式

首先,让我们观察一下,许多switch语句在case内部并没有做太多有趣的工作。通常它们都只是生成一个值(如上所述),要么通过将值赋给变量,要么通过返回一个值。在所有这些情况下,switch语句坦率地说是笨重的。这感觉就像有着50年历史的语言特征,有太多的仪式感。

我们决定是时候添加switch表达式了。在这里,它应用于上述示例:

static string Display(object o)
{
    return o switch
    {
        Point p when p.X == 0 && p.Y == 0 => "origin",
        Point p                           => $"({p.X}, {p.Y})",
        _                                 => "unknown"
    };
}

这里有些做法与switch语句不同。让我们把它们列出来:

switch关键字是测试值和case 列表{...}之间的“中缀” 。这使得它更容易与其他表达式组合,并且更容易在视觉上区分switch语句。

为简洁起见,case关键字和:被lambda箭头替换=>。

为简洁起见,default被替换为 _ discard 模式。

方法体就是表达式!所选方法体的结果,将成为switch表达式的结果。

由于表达式需要有一个值或抛出异常,因此到达末尾但没有匹配成功的switch表达式将引发异常。当出现这种可能的情况时,编译器会很好地警告你,但不会强迫你用一个catch-all来结束switch表达式:你知道则更好!

当然,现在由于我们的Display方法包含单个的return语句,我们可以将它简化为表达式体:

    static string Display(object o) => o switch
    {
        Point p when p.X == 0 && p.Y == 0 => "origin",
        Point p                           => $"({p.X}, {p.Y})",
        _                                 => "unknown"
    };

老实说,我不确定我们将在这里给出什么样的格式化指导,但应该清楚的是,这更加简洁和清晰的,特别是因为简洁性通常允许您以“表格”的方式格式化switch,如上所示,模式和方法体在同一行上,而=>排列成一列。

顺便说一句,我们计划在最后一个case之后允许一个尾随逗号,来与C#中所有其他的“大括号中的逗号分隔列表”保持一致,但预览2还不允许这样。

属性模式

说到简洁,模式突然变成了上面的switch表达式中最重要的元素!让我们做点什么。

请注意,switch表达式使用类型模式 Point p(两次),以及为第一个case添加附加条件的when子句。

在C#0中,我们向类型模式添加了更多的可选元素,这允许模式本身能够深入挖掘正在进行模式匹配的值。您可以通过添加包含嵌套模式的{...}使其成为属性模式, 来应用于值的可访问属性或字段。这让我们重写switch表达式如下:

static string Display(object o) => o switch
{
    Point { X: 0, Y: 0 }         p => "origin",
    Point { X: var x, Y: var y } p => $"({x}, {y})",
    _   => "unknown"
};

两种情况仍然检查是否o是Point。然后,第一种情况将常量模式0递归地应用于p的X和Y属性,检查它们是否具有该值。因此,我们可以消除这个和许多常见情况中的when子句。

第二种情况将var模式应用于每个X和Y。回想一下,C#0 中的var模式总是成功的,它仅是声明一个新变量来保存该值。因此,x和y得到p.X和p.Y所包含的int值。

我们从不使用p,事实上可以省略它:

    Point { X: 0, Y: 0 }         => "origin",
    Point { X: var x, Y: var y } => $"({x}, {y})",
    _   => "unknown"

包括属性模式在内的所有类型模式,仍然存在的一点是,它们要求值为非null。这启发了“空”属性模式{}被用作紧凑的“非空”模式的可能性。例如,我们可以将最后一个case替换为以下两个case:

    {}  => o.ToString(),
    null => "null"

该{}处理剩下的非空对象,并null得到空值,所以switch是穷尽的,编译器不会抱怨有case没有考虑到。

位置模式

属性模式并没有使第二种Point情况更短,并且似乎不值得如此麻烦,但还是可以做更多事情来改变这一点。

请注意,Point该类有一个Deconstruct方法,即所谓的解构函数。在C#0中,解构器允许在赋值时解构一个值,这样您就可以编写例如:

(int x, int y) = GetPoint(); // split up the Point according to its deconstructor

C#0没有将解构与模式结合起来。在C#0中,这一点通过使用位置模式而发生了改变,位置模式是我们在C#0中对类型模式的进一步扩展。如果匹配类型是元组类型或具有解构函数,则可以使用位置模式作为应用递归模式的紧凑方式,而无需命名属性:

static string Display(object o) => o switch
{
    Point(0, 0)         => "origin",
    Point(var x, var y) => $"({x}, {y})",
    _                   => "unknown"
};

一旦对象被匹配为Point,解构函数就会被应用,嵌套模式也会被应用到结果值中。

解构函数并不总是合适的。只应将它们添加到这样的类型中:真正地清楚那些值是些什么值。例如Point,对于一个类,假设第一个值是X第二个值是Y,这是安全且直观的,因此上面的switch表达式直观且易于阅读。

元组模式

位置模式的一个非常有用的特殊情况是它们应用于元组时。如果将switch语句直接应用于元组表达式,我们甚至允许省略额外的括号集,例如switch (x, y, z)而不是switch ((x, y, z))。

元组模式非常适合同时测试输入的多个切片。这是一个状态机的简单实现:

static State ChangeState(State current, Transition transition, bool hasKey) =>
    (current, transition) switch
    {
        (Opened, Close)              => Closed,
        (Closed, Open)               => Opened,
        (Closed, Lock)   when hasKey => Locked,
        (Locked, Unlock) when hasKey => Closed,
        _ => throw new InvalidOperationException($"Invalid transition")
    };

当然,我们可以在switch-on的元组中,可选地包含hasKey而不是使用when子句 —— 这实际上是一个喜好问题:

static State ChangeState(State current, Transition transition, bool hasKey) =>
    (current, transition, hasKey) switch
    {
        (Opened, Close,  _)    => Closed,
        (Closed, Open,   _)    => Opened,
        (Closed, Lock,   true) => Locked,
        (Locked, Unlock, true) => Closed,
        _ => throw new InvalidOperationException($"Invalid transition")
    };

总而言之,我希望您能看到递归模式和switch表达式可以带来更清晰、更具声明性的程序逻辑。

预览2中的其他C#7.0功能

虽然这些模式功能是在VS 2019预览2中上线的主要功能,但有一些较小的功能,我希望您也会觉得它们既实用又有趣。我不会在这里详细介绍,只是简单介绍一下。

using声明

在C#中,using语句总是会导致嵌套级别,这可能非常烦人并且会损害可读性。对于您只想在一个范围结束时清理资源的简单情况,您现在有了using声明。using声明只是前面带有using关键字的局部变量声明,它们的资源在当前语句块的结尾处被释放。所以代替了:

static void Main(string[] args)
{
    using (var options = Parse(args))
    {
        if (options["verbose"]) { WriteLine("Logging..."); }
        ...
    } // options disposed here
}

你可以简单地写

static void Main(string[] args)
{
    using var options = Parse(args);
    if (options["verbose"]) { WriteLine("Logging..."); }
 
} // options disposed here

Disposable ref structs

ref structs是在C#2中引入的,这里不是要重申其有用性,但反过来它们有一些严重的限制,例如无法实现接口。ref structs现在可以只需在其内有一个Dispose方法,即可在不实现IDisposable接口的情况变成Disposable。

静态局部函数(Static local functions)

如果要确保local function不会产生与闭包作用域内“捕获”(引用)变量相关联的运行时成本,则可以将其声明为static。然后编译器将阻止引用闭包函数中声明的任何东西 —— 除了静态局部函数!

预览1后的更改

预览1的主要功能是可以为空的引用类型和异步流。在预览版2中,两者都有了一些改进,所以如果您已经开始使用它们,请注意以下几点。

可空的引用类型

我们添加了更多选项来控制源代码级别(通过#nullable和#pragma warning指令)和项目级别的可空警告。我们还将项目文件的选项更改为<NullableContextOptions>enable</NullableContextOptions>。

异步流

我们更改了编译器期望的IAsyncEnumerable<T>接口的形状!这使编译器与.NET Core 0 Preview 1中提供的接口不同步,这可能会给您带来一些麻烦。但是,.NET Core 0 Preview 2即将发布,这使接口恢复了同步。


本文引用:https://blog.csdn.net/uddiqpl/article/details/87475552

2022年4月22日 | 发布:强强 | 分类:ASP.NET | 评论:0

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