# C# 7.0 的新特性(速覽版)

《〔譯〕 C# 7 的新特性》花了很大的篇幅來介紹 C# 7.0 的 9 個新特性，這裏我根據項目經驗，通過實例對它們進行一個快速的介紹，讓大家能在短時間內瞭解它們。

總的來說，這些新特性使 C# 7.0 更容易以函數式編程的思想來寫代碼，C# 6.0 在這條路上已經做了不少工作， C# 7.0 更近一步！

表達式 everywhere

C# 6.0 中，可以對成員方法和只讀屬性使用 Lambda 表達式，當時最鬱悶的就是爲什麼不支持屬性的 set 訪問器。現在好了，不僅 set 方法器支持使用 Lambda 表達式，構造方法、析構方法以及索引都支持以 Lambda 表達式方式定義了。

class SomeModel{
    private string internalValue;
    public string Value
    {
        get => internalValue;
        set => internalValue = string.IsNullOrWhiteSpace(value) ? null : value;
    }
}

out 變量

out 變量是之前就存在的語法，C# 7.0 只是允許它將申明和使用放在一起，避免多一行代碼。最直接的效果，就是可以將兩個語句用一個表達式完成。這裏以一個簡化版的 Key 類爲例，這個類早期被我們用於處理通過 HTTP Get/Post 傳入的 ID 值。

public class Key{
    public string Value { get; }
    public Key(string key)
    {
        Value = key;
    }
    public int IntValue
    {
        get
        {
            // C# 6.0，需要提前定義 intValue，但不需要初始化
            // 雖然 C# 6.0 可以爲只讀屬性使用 Lambda 表達式
            // 但這裏無法用一個表達式表達出來
            int intValue;
            return int.TryParse(Value, out intValue) ? intValue : 0;
        }
    }
}

而在 C# 7 中就簡單了

// 注意 out var intValue，
// 對於可推導的類型甚至可以用 var 來申明變量
public int IntValue => int.TryParse(Value, out var intValue) ? intValue : 0;

元組和解構

用過 System.Tuple 的朋友一定對其 Item1、Item2 這樣毫無語義的命名深感不爽。不過 C# 7.0 帶來了語義化的命名，同時，還減化了元組的創建，不再需要 Tuple.Create(...)。另外，要使用新的元組特性和解構，需要引入 NuGet 包 System.ValueTuple。

Install-Package System.ValueTuple

當然，元組常用於返回多個值的方法。也有些人喜歡用 out 參數來返回，但即使現在可以 out 變量，我仍然不贊成廣泛使用 out 參數。

下面這個示例方法用於返回一個默認的時間範圍(從今天開始算往前一共 7 天)，用於數據檢索。

// 返回類型是一個包含兩個元素的元組
(DateTime Begin, DateTime End) GetDefaultDateRange()
{
    var end = DateTime.Today.AddDays(1);
    var begin = end.AddDays(-7);
    // 這裏使用一對圓括號就創建了一個元組
    return (begin, end);
}

調用這個方法可以獲得元組，因爲定義的時候返回值指定了每個數據成員的名稱，所以從元組獲取數據可以是語義化的，當然仍然可以使用 Item1 和 Item2。

var range = GetDefaultDateRange();
var begin = range.Begin;    // 也可以 begin = range.Item1
var end = range.End;        // 也可以 end = range.Item2

上面這個例子還可以簡化，不用 range 這個中間變量，這就用到了解構

var (begin, end) = GetDefaultDateRange();

這裏創建元組是以返回值來舉例的，其實它就是一個表達式，可以在任何地方創建元組。上面的例子邏輯很簡單，可以用表達式解決。下面的示例順便演示了非語義化的返回類型申明。

// 原來的 (DateTime Begin, DateTime End) 申明也是沒問題的
(DateTime, DateTime) GetDefaultDateRange()
    => (DateTime.Today.AddDays(1).AddDays(-7), DateTime.Today.AddDays(1));

解構方法 Deconstrct

解構方法可以讓任何類(而不僅僅是元組)按定義的參數進行解構。而且神奇的是解構方法可以是成員方法，也可以定義成擴展方法。

public class Size
{
    public int Width { get; }
    public int Height { get; }
    public int Tall { get; }
    
    public Size(int width, int height, int tall)
    {
        this.Width = width;
        this.Height = height;
        this.Tall = tall;
    }

    // 定義成成員方法的解構
    public void Deconstruct(out int width, out int height)
    {
        width = Width;
        height = Height;
    }
}

public static class SizeExt
{
    // 定義成擴展方法的解構
    public static void Deconstruct(this Size size, out int width, out int height, out int tall)
    {
        width = size.Width;
        height = size.Height;
        tall = size.Tall;
    }
}

下面是使用解構的代碼

var size = new Size(1920, 1080, 10);
var (w, h) = size;
var (x, y, z) = size;

改造 Size 的構造方法

還記得前面提到的構造方法可以定義爲 Lambda 表達式嗎？下面是使用元組和 Lambda 對 Size 構造方法的改造——我已經醉了！

public Size(int width, int height, int tall)
    => (Width, Height, Tall) = (width, height, tall);

模式匹配

模式匹配目前支持 is 和 switch。說起來挺高大上的一個名字，換個接地氣一點的說法就是判斷類型順便定義個具體類型的引用，有興趣還可以加再點額外的判斷。

對於 is 來說，就是判斷的時候順便定義個變量再初始化一下，所以像原來這樣寫的代碼

// 假設邏輯能保證這裏的 v 可能是 string 也 可能是 int
string ToString(object v) {
    if (v is int) {
        int n = (int) v;
        return n.ToString("X4");
    } else {
        return (string) n;
    }
}

可以簡化成——好吧，直接一步到位寫成表達式好了

string ToString(object v)
    => (v is int n) ? n.ToString("X4") : (string) v;

當然你可能說之前的那個也可以簡化成一個表達式——好吧，不深究這個問題好嗎？我只是演示 is 的模式匹配而已。

而 switch 中的模式匹配似乎要有用得多，還是以 ToString 爲例吧

static string ToString(object v)
{
    switch (v)
    {
        case int n when n > 0xffff:
            // 判斷類型，匹配的情況下再對值進行一個判斷
            return n.ToString("X8");
        case int n:
            // 判斷類型，這裏 n 肯定 <= 0xffff
            return n.ToString("X4");
        case bool b:
            return b ? "ON" : "OFF";
        case null:
            return null;
        default:
            return v.ToString();
    }
}

注意一下上面第一個分支中 when 的用法就好了。

ref 局部變量和 ref 返回值

這已經是很接近 C/C++ 的一種用法了。雖然官方說法是這樣做可以解決一些安全性問題，但我個人目前還是沒遇到它的使用場景。如果設計足夠好，在目前又加入了元組新特性和解構的情況下，個人認爲幾乎可以避免使用 out 和 ref。

既然沒用到，我也不多說了，有用到的同學來討論一下！

數字字面量語法增強

這裏有兩點增強，一點是引入了 0b 前綴的二進制數字面量語法，另一點是可以在數值字面量中任意使用 _ 對數字進行分組。這個不用多數，舉兩個例就明白了

const int MARK_THREE = 0b11;            // 0x03
const int LONG_MARK = 0b_1111_1111;     // 0xff
const double PI = 3.14_1592_6536

局部函數

經常寫 JavaScript 的同學肯定會深有體會，局部函數是個好東西。當然它在 C# 中帶來的最大好處是將某些代碼組織在了一起。我之前在項目中大量使用了 Lambda 來代替局部函數，現在可以直接替換成局部函數了。Labmda 和局部函數雖然多數情況下能做同樣的事情，但是它們仍然有一些區別

• 對於 Lambda，編譯器要乾的事情比較多。總之呢，就是編譯效率要低得多

• Lambda 通過委託實現，調用過程比較複雜，局部函數可以直接調用。簡單地說就是局部函數執行效率更高

• Lambda 必須先定義再使用，局部函數可以定義在使用之後。據說這在對遞歸算法的支持上會有區別

比較常用的地方是 Enumerator 函數和 async 函數中，因爲它們實際都不是立即執行的。

我在項目中多是用來組織代碼。局部函數代替只被某一個公共 API 調用的私有函數來組織代碼雖然不失爲一個簡化類結構的好方法，但是把公共 API 函數的函數體拉長。所以很多時候我也會使用內部類來代替某些私有函數來組織代碼。這裏順便說一句，我不贊成使用 #region 組織代碼。

支持更多 async 返回類型

如果和 JavaScript 中 ES2017 的 async 相比，C# 中的 Task/Task<T> 就比較像 Promise 的角色。不用羨慕 JavaScript 的 async 支持 Promise like，現在 C# 的 async 也支持 Task like 了，只要實現了 GetAwaiter 方法就行。

官方提供了一個 ValueTask 作爲示例，可以通過 NuGet 引入：

Install-Package System.Threading.Tasks.Extensions

這個 ValueTask 比較有用的一點就是兼容了數據類型和 Task：

string cache;ValueTask<string> GetData()
{
    return cache == null ? new ValueTask<string>(cache) : new ValueTask<string>(GetRemoteData());

    // 局部函數
    async Task<string> GetRemoteData()
    {
        await Task.Delay(100);
        return "hello async";
    }
}

本文分享自微信公衆號 - 邊城客棧（fancyidea-full）。
如有侵權，請聯繫 [email protected] 刪除。
本文參與“OSC源創計劃”，歡迎正在閱讀的你也加入，一起分享。