C# 9.0 中的新增功能

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C# 9.0 向 C# 语言添加了以下功能和增强功能：

• 记录
• 仅限 Init 的资源库
• 顶级语句
• 模式匹配增强功能
• 本机大小的整数
• 函数指针
• 禁止发出 localsinit 标志
• 目标类型的新表达式
• 静态匿名函数
• 目标类型的条件表达式
• 协变返回类型
• 扩展 GetEnumerator 支持 foreach 循环
• Lambda 弃元参数
• 本地函数的属性
• 模块初始值设定项
• 分部方法的新功能

C# 语言版本控制。

1、记录类型

默认情况下，记录是不可变的。

值类型变量可保存值，因此在将值类型传递给方法时，会对原始数据的副本进行更改。

请考虑以下定义：

public record Person
{
    public string LastName { get; }
    public string FirstName { get; }

    public Person(string first, string last) => (FirstName, LastName) = (first, last);
}

定义记录类型时，编译器会合成其他几种方法：

• 基于值的相等性比较方法
• GetHashCode()
• 复制和克隆成员
• ToString()

可声明派生自 Person 的新记录，如下所示：

public record Teacher : Person
{
    public string Subject { get; }

    public Teacher(string first, string last, string sub)
        : base(first, last) => Subject = sub;
}

还可密封记录以防止进一步派生：

public sealed record Student : Person
{
    public int Level { get; }

    public Student(string first, string last, int level) : base(first, last) => Level = level;
}

记录应具有以下功能：

• 例如，即使两条记录的名称相同，Student 也不能等于 Person。
• 记录具有为你生成的一致的字符串表示形式。
• 正确的副本构造必须包括继承层次结构和开发人员添加的属性。
• 这些复制和修改操作支持非破坏性转变。

两条记录的类型必须匹配，而且记录类型之间共享的所有属性也必须相等。

编译器根据 record 上的访问修饰符为“克隆”方法添加不同的修饰符：

• 如果基类型不是 object，则方法也是 override。
• 当基类型为 object 时，对于不是 abstract 的记录类型：
  • 如果记录为 sealed，则不向“克隆”方法添加其他修饰符（这意味着它不是 virtual）。
  • 如果记录不是 sealed，则“克隆”方法为 virtual。
• 当基类型不是 object 时，对于不是 abstract 的记录类型：
  • 如果记录是 sealed，则“克隆”方法也是 sealed。
  • 如果记录不是 sealed，则“克隆”方法为 override。

如果两条记录的属性相等且类型相同，则它们彼此相等，如下例所示：

var person = new Person("Bill", "Wagner");
var student = new Student("Bill", "Wagner", 11);

Console.WriteLine(student == person); // false

ToString() 方法返回一个 string，类似于以下代码：

"Student { LastName = Wagner, FirstName = Bill, Level = 11 }"

下面是先前定义为位置记录的 3 种记录类型：

public record Person(string FirstName, string LastName);

public record Teacher(string FirstName, string LastName,
    string Subject)
    : Person(FirstName, LastName);

public sealed record Student(string FirstName,
    string LastName, int Level)
    : Person(FirstName, LastName);

可添加正文，还可包括其他任何方法：

public record Pet(string Name)
{
    public void ShredTheFurniture() =>
        Console.WriteLine("Shredding furniture");
}

public record Dog(string Name) : Pet(Name)
{
    public void WagTail() =>
        Console.WriteLine("It's tail wagging time");

    public override string ToString()
    {
        StringBuilder s = new();
        base.PrintMembers(s);
        return $"{s.ToString()} is a dog";
    }
}

Deconstruct 方法可用于将记录析构为其组件属性：

var person = new Person("Bill", "Wagner");

var (first, last) = person;
Console.WriteLine(first);
Console.WriteLine(last);

with 表达式指示编译器创建记录的副本，但修改了指定的属性：

Person brother = person with { FirstName = "Paul" };

ToString() 方法作为示例。

2、仅限 Init 的资源库

在完成所有初始化（包括属性初始化表达式和 with 表达式）之后，构造阶段实际上就结束了。

例如，以下结构定义了天气观察结构：

public struct WeatherObservation
{
    public DateTime RecordedAt { get; init; }
    public decimal TemperatureInCelsius { get; init; }
    public decimal PressureInMillibars { get; init; }

    public override string ToString() =>
        $"At {RecordedAt:h:mm tt} on {RecordedAt:M/d/yyyy}: " +
        $"Temp = {TemperatureInCelsius}, with {PressureInMillibars} pressure";
}

调用方可使用属性初始化表达式语法来设置值，同时仍保留不变性：

var now = new WeatherObservation 
{ 
    RecordedAt = DateTime.Now, 
    TemperatureInCelsius = 20, 
    PressureInMillibars = 998.0m 
};

但在初始化后更改观察值是错误的，它会在初始化之外分配给仅限 init 的属性：

// Error! CS8852.
now.TemperatureInCelsius = 18;

可为定义的任何 class 或 struct 声明仅限 init 的资源库。

3、顶级语句

程序：

using System;

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

借助顶级语句，可使用 using 语句和执行操作的一行替换所有样本：

using System;

Console.WriteLine("Hello World!");

如果需要单行程序，可删除 using 指令，并使用完全限定的类型名称：

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

从某种意义上讲，可认为一个文件包含通常位于 Program 类的 Main 方法中的语句。

Azure 函数是顶级语句的理想用例。

在这种情况下，合成入口点将返回 Task 或 Task<int>。

4、模式匹配增强功能

C# 9 包括新的模式匹配改进：

• 类型模式要求在变量是一种类型时匹配
• 带圆括号的模式强制或强调模式组合的优先级
• 联合 and 模式要求两个模式都匹配
• 析取 or 模式要求任一模式匹配
• 求反 not 模式要求模式不匹配
• 关系模式要求输入小于、大于、小于等于或大于等于给定常数。

请考虑下列示例：

public static bool IsLetter(this char c) => c is >= 'a' and <= 'z' or >= 'A' and <= 'Z';

还可使用可选的括号来明确 and 的优先级高于 or：

public static bool IsLetterOrSeparator(this char c) => c is (>= 'a' and <= 'z') or (>= 'A' and <= 'Z') or '.' or ',';

最常见的用途之一是用于 NULL 检查的新语法：

if (e is not null)
{
    // ...
}

这些模式中的任何一种都可在允许使用模式的任何上下文中使用：is 模式表达式、switch 表达式、嵌套模式以及 switch 语句的 case 标签的模式。

5、性能和互操作性

3 项新功能改进了对需要高性能的本机互操作性和低级别库的支持：本机大小的整数、函数指针和省略 localsinit 标志。

在广泛使用整数数学且需要尽可能快的性能的情况下，本机大小的整数可提高性能。

可使用 delegate* 声明中的属性来指定其他调用约定。

此属性不会影响 abstract 方法，它会影响为实现生成的代码。

其他功能需要不安全的代码。

6、调整和完成功能

最常见的用法是在字段声明中：

private List<WeatherObservation> _observations = new();

请考虑使用以下签名的 ForecastFor() 方法：

public WeatherForecast ForecastFor(DateTime forecastDate, WeatherForecastOptions options)

可按如下所示调用该方法：

var forecast = station.ForecastFor(DateTime.Now.AddDays(2), new());

此功能还有一个不错的用途是，将其与仅限 init 的属性组合使用来初始化新对象：

WeatherStation station = new() { Location = "Seattle, WA" };

可使用 return new(); 语句返回由默认构造函数创建的实例。

你会注意到，某些以前需要强制转换或无法编译的条件表达式现在可以正常工作。

static 修饰符可防止意外捕获其他变量。

这对于记录和其他支持虚拟克隆或工厂方法的类型很有用。

在设计中，应将其限制为在枚举对象有意义时使用。

Lambda 表达式的输入参数一节。

可为空的属性注释应用于本地函数。

7、支持代码生成器

典型的代码生成器会在代码中搜索属性或其他约定。

源生成器只能添加代码，不能修改编译中的任何现有代码。

如果分部方法包括 private 访问修饰符，则由新规则控制该分部方法。

模块初始化表达式方法：

• 必须是静态的
• 必须没有参数
• 必须返回 void
• 不能是泛型方法
• 不能包含在泛型类中
• 必须能够从包含模块访问

方法不能为本地函数。

 

https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/whats-new/csharp-9#record-types

 

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