c# 7.1 中的通用模式匹配是什么？答案

【问题标题】：What is generic pattern matching for in c# 7.1?c# 7.1 中的通用模式匹配是什么？
【发布时间】：2020-02-14 04:08:58
【问题描述】：

C# 7.1 中引入了一个新功能，称为通用模式匹配。我发现的其中一个示例如下所示：

void Attack(IWeapon weapon, IEnemy enemy)
{
    switch (weapon)
    {
        case Sword sword:
            // process sword attack
            break;
        case Bow bow:
            // process bow attack
            break;
    }
}

但在我看来，这是一个不正确的设计，违反了第二个 SOLID 原则（开闭）。我什至无法想到可能需要这样做的情况，根据我的理解，如果您遇到需要这种开关的情况，那么您做错了什么。另一方面，如果将此功能添加到语言中，则必须有充分的理由这样做。所以问题是——假设你没有创建糟糕的架构，你什么时候需要这个。

【问题讨论】：

它违反了它，它强制您编辑代码以支持额外类型的IWeapon（代码未关闭以供修改）。
@KorsaR 这与 OCP 无关，也不违反 OCP。具体的武器类没有被修改——事实上，每次你想要编写一个新的基于类型的函数时，它们不必被修改。是的，添加模式匹配和其他功能特性有非常充分的理由。它们减少脆弱性，它们不强迫您修改Weapon，它们允许您编写编译器本身可以验证是否正常工作的代码。没有它，您将不得不依赖运行时验证和强制转换来获得正确的武器类型
我不能同意，要添加新类型您必须修改代码，IWeapon 只是一个字谜，方法相反，它应该在IWeapon 上。但是针对具体类型检查IWeapon 直接违反了OCP。您不能在不修改代码的情况下将任何新类型的IWeapon 添加到代码中，从而使IWeapon 无用。至少如果它检查 ISwingableObject 或 IShootableObject 我会同意它在某种程度上符合 OCP，即使设计很差。
OCP 背后的想法是，您可以拥有多个具有相同操作的对象，并且您不必受限于必须实现要对其执行操作的确切具体类型。也就是说，你不需要教它剑/矛/刀，你只需要教它操作，即ISwingableWeapon。如果您想添加新操作，那么是的，您必须编写新代码（显然）。但是，如果您要重用相同的操作，例如在经典的 Rectangle/Circle OCP 解释中使用 CalculateArea()，那么您可以通过使用接口而不是具体类型来使其成为 OCP。
推测是在您的IronFist 类中定义的。 case ISwingableWeapon weapon: weapon.Swing();。铁拳级可以处理它。然后你可以添加任何可摆动的武器，比如ChairLeg，而且你永远不必改变你的职业。

标签： c# switch-statement c#-7.1

【解决方案1】：

我同意你可以滥用它来违反打开/关闭，但你不会像你的例子那样使用它（通过一个接口）。

请考虑反序列化对象的情况。

您可能有一个聊天程序，人们可以发送消息或图像（伪代码）

Object myObject = (object) _network.Read().Deserialize();

if (myObject is IImage) { }
else if (myObject is ITextMessage) { }

您可以改为将其放入switch。它仍然是打开关闭的，因为您可以编写扩展 IImage / ITextMessage 的其他类型。

您必须更改程序的基本功能以支持并非两者兼有的功能。或者你可以有一个 else { doSomeDefaultBehaviour(); }

【讨论】：

该示例根本不是 OCP 违规。具体的 Weapon 类没有被修改 只是为了添加一个新方法。不需要添加额外的类来实现双重调度。事实上，编译器本身现在可以验证类型是否被正确处理。如果没有模式匹配，并且在 C# 8 中，详尽的 switch 表达式，您将不得不依赖运行时检查来执行相同的操作
它与被修改的 Weapon 类没有任何关系，它与接受类型（通常是接口）的代码有关。您不必修改该方法以向您的 switch 语句添加额外的类型，您应该有一个包含它们的接口。虽然这里有一个接口，但它是一个红鲱鱼，因为它实际上并没有被用作接口。
现在您不必这样做了。这根本与 OCP 无关。它是一种函数式编程风格，与 OOP 相比，它对修改的限制更大。类型没有修改，只有方法。最后，您必须编写一些东西来添加新功能。使用函数式编程，这些东西不必在类型本身中。实际上分离关注点要容易得多
我想我无法再进一步解释了。尽管接受了IWeapon，但该类不开放扩展，但您仅限于两种类型，并且如果没有修改，您将无法从中获得任何额外的行为。例如，如果它至少是ISwingableWeapon，那么它将对扩展开放，因为您可以创建IWeapon 的新实现并使用它们无需任何修改 i>.
@NibblyPig，再说一次，假设您提供的代码段在黑盒 dll 中，您将如何添加新的数据类型处理？有一些 IDeserializable 接口和一些 PostProcessing 方法不是更好吗？

【解决方案2】：

我同意在您的代码库中使用 switch 语句更难维护并且不能很好地扩展。

但是，如果Sword 和Bow 不依赖于包含Attack 方法的类，那么您别无选择。并且有很多这样的例子，比如序列化（正如 NibblyPig 提到的），还有在构建表示层、ViewModel 等时......

如果Sword 和Bow 不负责处理攻击（这与SRP 相关）并且您有针对这种情况的特定类，那么您将不得不切换不同的类型。您不希望Sword 拥有一种处理序列化的方法和一种处理Sword 在一个特定菜单中的颜色等的方法...

当然，如果您可以通过创建抽象类型的智能接口来避免这种情况，并且只允许您访问所需信息但有时您别无选择，这将很有帮助。

此外，有时语言功能有助于处理遗留代码，但并不代表推荐的良好做法。

【讨论】：

【解决方案3】：

A.如果你不能（也就是实际上更容易不）修改你正在使用的类，那么像这样的switch 可能会很有用，例如例外。

B. switch 中的模式匹配比仅仅区分类型要复杂得多。

Pattern matching 来自 C# 7.0 中的新功能 展示了这种多功能性。

public static int SumPositiveNumbers(IEnumerable<object> sequence)
{
    int sum = 0;
    foreach (var i in sequence)
    {
        switch (i)
        {
            case 0:
                break;
            case IEnumerable<int> childSequence:
            {
                foreach(var item in childSequence)
                    sum += (item > 0) ? item : 0;
                break;
            }
            case int n when n > 0:
                sum += n;
                break;
            case null:
                throw new NullReferenceException("Null found in sequence");
            default:
                throw new InvalidOperationException("Unrecognized type");
        }
    }
    return sum;
}

【讨论】：