顶级语句
顶级语句可以删除程序中不必要的代码, 以最简单的 Hello, world! 为例:
using System; namespace HelloWorld { class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Hello World!"); } } }
如果使用顶级语句的话, 可以简化为:
using System; Console.WriteLine("Hello World!");
如果不使用 using , 还可以更加简化:
System.Console.WriteLine("Hello World!");
顶级语句在很多命令行程序、小工具程序中会非常有用, 对应用程序的作用域或者复杂程度没有任何限制。
注意, 一个程序中, 只能有一个文件使用顶级语句, 并且顶级语句必须位于命名空间或类型定义之前!
弃元参数
在 lambda 表达式或者匿名函数中如果要忽略某个参数, 可以用 _ 代替。
var button = new Button("Click Me!"); button.Click += (_, e) => { /* other code goes here. */ };
仅初始化设置器 (Init only setters)
创建只能通过对象初始化进行赋值的属性。
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" };
记录类型 (Record)
记录类型, 是一种引用类型, 默认是不可变的。 记录类型的相等判断可以通过引用或者结构进行判断的。
// 默认不可变的记录类型 public record Person(string Name, int Age); // 可变记录类型 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 结构相同 Console.WriteLine(person1.Equals(person2)); // True 结构相同 Console.WriteLine(ReferenceEquals(person1, person2)); // False, 引用不同 // 改变默认的记录! --> 创建一个新的记录。 var person3 = person1 with { Age = 43 }; Console.WriteLine(person3 == person1); // False 结构不同 // 解构 (Destruct) 一个记录, 将记录的属性提取为本地变量 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); // 记录类型也可以被继承 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 类型不同;
- 优点:记录类型是轻量级的不可变类型,可以减少大量的代码, 可以按照结构和引用进行比较;
- 缺点:需要实例化大量的对象;
如果要更加深入的学习记录类型, 请查看微软的官方文档 exploration of records 。
模式匹配增强
C# 9 包含了一些新的模式匹配增强:
Type patterns 类型匹配,判断一个变量的类型
object obj = new int(); var type = obj switch { string => "string", int => "int", _ => "obj" }; Console.WriteLine(type); // int
Relational patterns 关系匹配
// 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 逻辑与匹配
// 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 逻辑或匹配
// 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 逻辑非匹配
// 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 带括号的优先级匹配
// 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, 如果没有匹配到全部的情况, 将会出现异常。
新的初始化表达式
在C#9.0中,当已创建对象的类型已知时,可以在new表达式中省略该类型。
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) };
- 优点: 可以让代码更加简洁;
- 缺点: 某些情况下会让代码更难理解;
目标类型条件表达式
可以隐式转换 null 值, 在 C#9.0 中得到了增强。
void TestMethod(int[] list, uint? u) { int[] x = list ?? new int[0]; var l = u ?? -1u; }
GetEnumerator 扩展
可以为任意类型添加一个 GetEnumerator<T> 扩展, 返回一个 IEnumerator<T> 或者 IAsyncEnumerator<T> 实例, 从而在 foreach 循环中使用。
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); }
在本地函数上添加标记
允许在本地函数上添加标记。
static void Main(string[] args) { [Conditional("DEBUG")] static void DoSomething([NotNull] string test) { Console.WriteLine("Do it!"); } DoSomething("Doing!"); }
分部方法扩展
在C#9.0中,移除了分部方法的几个限制:
- 必须具有 void 返回类型。
- 不能具有 out 参数。
- 不能具有任何可访问性(隐式 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; } }
静态 lambda 表达式
从 C#9.0 开始,可以将 static 修饰符添加到 lambda 表达式或 匿名方法 。静态 lambda 表达式类似于 static 局部函数:静态lambda或匿名方法无法捕获局部变量或实例状态。 所述 static 可以防止意外捕获其他变量。
lambda 表达式会捕获上下文的变量,不仅会有性能的问题,而且还可能出现错误,比如:
int number = 0; Func<string> toString = () => number.ToString(); // number 被自动捕获进 toString 函数中
可以在 lambda 表达式前添加 static 关键字, 来解决这个问题:
int number = 0; Func<string> toString = static () => number.ToString(); // 这里无法再使用 number ;
模块初始化代码
可以使用 ModuleInitializerAttribute 为组件 (assembly) 定义初始化代码, 当初始化/加载时执行, 可以类比类的静态构造函数, 但是是组件级别的, 要求如下:
- 必须是静态的、无参数的、无返回值的方法;
- 不能是范型方法,也不能包含在范型类中;
- 不能是私有函数,必须是公开 (public) 或者内部 (internal) 的函数;
协变返回类型
协变返回类型为重写方法的返回类型提供了灵活性。覆盖方法可以返回从覆盖的基础方法的返回类型派生的类型。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。 比如:
public virtual Person GetPerson() { return new Person(); } public override Person GetPerson() { return new Student(); }
在 C# 9.0 中, 可以在子类中返回更加详细的类型:
public virtual Person GetPerson() { return new Person(); } public Student Person GetPerson() { return new Student(); }
原生整数类型
C#9 添加了两个新的整数类型 (nint 和 nunit) , 依赖宿主机以及编译设定。
nint nativeInt = 55; Console.WriteLine(nint.MaxValue); // 在 x86 平台上, 输出为 2147483647 // 在 x64 平台上, 输出为 9223372036854775807
- 优点:可以更好的兼容原生API;
- 缺点:缺失平台无关性;
跳过本地初始化 (SkipLocalInit)
在 C#9.0 中,可以使用 SkipLocalsInitAttribute 来告知编译器不要发射 (Emit) .locals init 标记。
[System.Runtime.CompilerServices.SkipLocalsInit] static unsafe void DemoLocalsInit() { int x; // 注意, x 没有初始化, 输出结果不确定; Console.WriteLine(*&x); }
- 优点:跳过本地初始化可以提升程序的性能;
- 缺点:性能的影响通常不大,建议只在极端情况下才使用这个;
函数指针
使用 delegate* 可以声明函数指针。
unsafe class FunctionPointer { static int GetLength(string s) => s.Length; delegate*<string, int> functionPointer = &GetLength; } public void Test() { Console.WriteLine(functionPointer("test")); // 4; }
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