C#7.0語言新特性有哪些

這篇文章將為大家詳細講解有關C#7.0語言新特性有哪些，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

　　C＃7.0語言增加了許多的新功能，促使專注于數(shù)據(jù)消費，簡化代碼和性能。

　　或許最大的特征是元組（tuples） ，使得它易于有多個結果，并從而簡化代碼是以對數(shù)據(jù)的形狀為條件的模式匹配。但也有許多其他的一些功能希望將它們結合起來，讓代碼運行更高效，更明確，從而獲得更多的創(chuàng)造性。如果有哪些運行不是你想要的或者有想改進的功能，在Visual Studio的窗口頂部使用“send feedback”功能將結果反饋給我們。在我所描述的許多功能在Preview 4還沒有辦法充分運行，根據(jù)用戶的反饋結果，我們將在發(fā)布最終版是增加些新的功能。而必須要指出的是，現(xiàn)有計劃中的一些功能在最終版也可能會有所改變或取消。

　　如果你對這個功能設置感興趣并想學習它，在Roslyn GitHub site上可以找到許多的設計說明和相關討論。

　　輸出（out）變量

　　目前在C＃中，使用out參數(shù)并不像我們想象中那么流暢。在使用out參數(shù)調用方法時，你首先必須聲明變量傳遞給它。雖然你通常不會初始化這些變量（他們將通過該方法后所有被覆蓋），也不能使用VAR來聲明他們，但是需要指定完整的類型：

public void PrintCoordinates(Point p)
{    int x, y; // have to "predeclare"
    p.GetCoordinates(out x, out y);
    WriteLine($"({x}, {y})");
}

　　在C＃7.0，我們增加了Out變量，作為out參數(shù)傳遞的點來聲明一個變量權：

public void PrintCoordinates(Point p)
{
    p.GetCoordinates(out int x, out int y);
    WriteLine($"({x}, {y})");
}

　　需要注意的是，變量是在封閉塊范圍內，所以后續(xù)可以使用它們。大多數(shù)類型的語句不建立自己的適用范圍，因此out變量通常在聲明中被引入到封閉范圍。

注：在Preview 4中，適用范圍規(guī)則更為嚴格：out變量的作用域為它們在聲明的說法。因此，上面的例子不會在后續(xù)的版本中使用。

　　由于out變量直接聲明作為參數(shù)傳遞給out參數(shù)，編譯器通?？梢愿嬷愋停ǔ怯袥_突的過載）。所以這是很好用VAR，而不是一個類型來聲明它們：

p.GetCoordinates(out var x, out var y);

　　out參數(shù)的一個常見的用途是Try...模式，其中out參數(shù)一個boolean return表示成功，out參數(shù)進行得到的結果：

public void PrintStars(string s)
{    if (int.TryParse(s, out var i)) { WriteLine(new string('*', i)); }    else { WriteLine("Cloudy - no stars tonight!"); }
}

注：Preview 4處理的比較好的地方在于只是用if語句定義它。

　　計劃允許“wildcards”作為out參數(shù)以及在*的形式，忽視不重要的out參數(shù)：

p.GetCoordinates(out int x, out *); // I only care about x

注：wildcards能否把它變成C#7.0還是個未知數(shù)。

　　模式匹配

　　C# 7.0 引入了模式的概念，抽象地說，這是一種語法成分可以用來測試一個值是否有一個一定的“形”以及在它起作用時從值里面獲取到的額外信息。

　　下面是 C# 7.0 中關于模式的例子：

• c 的常量模式（c 是C#中的一個常量表達式），用于測試輸入的參數(shù)是否和 c 相等

• 
  

• T x 的類型模式（T 是一個類型，x 是一個標識符），用于測試輸入的參數(shù)是否有類型 T，如果有，提取輸入?yún)?shù)的值到一個 T 類型的新 x 變量中。

• 
  

• var x 變量模式（x 是一個標識符），通常會匹配并簡單地將輸入?yún)?shù)的值放進一個新變量 x 中

　　這是個開始，模式是一種新的 C# 語言元素，而且我們將來可以把它們更多地增加到 C# 中。

　　在 C# 7.0 中，我們正在使用模式以增強兩種已存在的語言結構：

• is 表達式現(xiàn)在在右邊可以有一個模式，而不只是一個類型

• 
  

• case 子句在 switch 語句中現(xiàn)在可以通過模式匹配，而不僅僅是常量值

　　在將來的C#中，我們或許會增加更多能使用模式的地方。

　　帶模式的 Is 表達式

　　這是一個使用帶有常量模式和類型模式的 is 表達式的例子：

public void PrintStars(object o)
{    if (o is null) return;     // constant pattern "null"    if (!(o is int i)) return; // type pattern "int i"
    WriteLine(new string('*', i));
}

　　正如你所看到的，模式變量（變量通過模式引入）與先前描述的 out 變量有些類似，他們可以在表達式中被聲明，而且可以在它們最近的周圍范圍內被使用。也像 out 變量那樣，模式變量是易變的，

注: 就像 out 變量一樣，嚴格的范圍規(guī)則適用于 Preview 4.

　　模式和 Try 方法通常會一起出現(xiàn):

if (o is int i || (o is string s && int.TryParse(s, out i)) { /* use i */ }

　　帶模式的 Switch 語句

　　我們正在泛化 switch 語句，因此：

• 你可以在任何類型上使用 switch（不僅僅是原始類型）

• 
  

• 可以在 case 子句中使用模式

• 
  

• Case 子句可以擁有額外的條件

　　這里是一個簡單的例子：

switch(shape)
{
    case Circle c:
        WriteLine($"circle with radius {c.Radius}");
        break;
    case Rectangle s when (s.Length == s.Height):
        WriteLine($"{s.Length} x {s.Height} square");
        break;
    case Rectangle r:
        WriteLine($"{r.Length} x {r.Height} rectangle");
        break;
    default:
        WriteLine("<unknown shape>");
        break;
    case null:
        throw new ArgumentNullException(nameof(shape));
}

　　有幾件關于這個新擴展的 switch 語句的事需要注意：

• case 子句的順序現(xiàn)在很重要：就像 catch 子句，case 子句不再是必然不相交的，第一個子句匹配的將被選擇。因此這里重要的是上面代碼中 square case 比 rectangle case 來得要早。也是和 catch 子句一樣，編譯器會通過標記明顯不能到達的情況來幫助你。在這之前，你永遠無法知道評價的順序，所以這不是一個重大改變的特性。

• 
  

• 默認子句總是最后被評價：即使上面代碼中 null 子句是最后才來，它會在默認子句被選擇前被檢查。這是為了與現(xiàn)有 switch 語義相兼容。然而，好的做法通常會讓你把默認子句放到最后。

• 
  

• null 子句在最后不可到達：這是因為類型模式遵循當前的 is 表達式的例子并且不會匹配空值。這保證了空值不會偶然被任何的類型模式捎來第一搶購。你必須更明確如何處理它們（或為默認子句留下他們）。

　　通過 case ...: 標簽引入的模式變量僅存在于相對應的 switch 部分的范圍內。

　　元組

　　這是常見的希望從一個方法返回多個值的做法。目前可用的選項不是最佳的：

• Out 參數(shù)。使用笨拙（即便有上面描述到的提升），它們不使用異步的方法運行。

• 
  

• System.Tuple<...>  返回類型。使用累贅并且需要一個元組對象的分配。

• 
  

• 為每個方法定制傳輸類型：大量的代碼為了類型開銷的目的僅是臨時收集一些值

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• 匿名類型通過返回一個 dynamic 返回類型。高性能開銷并且沒有靜態(tài)類型檢查。

　　為了在這方面做得更好，C# 添加了tuple types 和 tuple literals:

(string, string, string) LookupName(long id) // tuple return type
{
    ... // retrieve first, middle and last from data storage
    return (first, middle, last); // tuple literal
}

　　這個方法目前有效地返回三個字符串，將其作為元素在元組類型里包裹起來。

　　方法的調用者將會接受到一個元組，并且可以逐一訪問元素。

var names = LookupName(id);
WriteLine($"found {names.Item1} {names.Item3}.");

　　Item1 等等，是元組元素的默認名字，并能夠經(jīng)常被使用。但它們不是太好描述的，因此你可以選擇性地添加更好的一個。

(string first, string middle, string last) LookupName(long id) // tuple elements have names

　　現(xiàn)在元組的接受者擁有更多的可描述的名字用于運行：

var names = LookupName(id);
WriteLine($"found {names.first} {names.last}.");

　　你也可以在 tuple literals 中直接指定名字：

return (first: first, middle: middle, last: last); // named tuple elements in a literal

　　通常來說，你可以互相分配元組類型無關的名字，只要獨立的元素是可以被分配的，元組類型會自如 轉換成其他元組類型。特別是對于 tuple literals ，存在一些限制，這會警告或提示在常見的錯誤的情況下提示，例如偶然交換元素的名字。

注意：這些限制還沒在 Preview 4 中實現(xiàn)

　　元組是值類型，而且他們的元素只是公開、易變的域。他們的值相等，代表這兩個元組是相等的（都有相同的哈斯碼）如果它們的元素都結對匹配（都有相同的哈斯碼）。

　　這使得元組對于在多種返回值下的很多情況十分有用。舉例來說，如果你需要一個有多種鍵的詞典，使用元組作為你的鍵，然后一切東西就會如常工作。如果你需要在每個位置有一個有多種值的列表，使用元組，查找列表等等，程序會正常運行。

注意：元組依賴一系列底層類型，它們在 Preview 4 中不被引入。為了將來的工作，你可以通過 NuGget 輕易獲取它們： 在 Solution Explorer 中右鍵點擊項目，并選擇“Manage NuGet Packages…” 選擇“Browse”選項卡，檢查“Include prerelease” 并且選擇“nuget.org”作為“Package source” 搜索“System.ValueTuple”并安裝它

　　解構

　　另一種消除元組（tuple）的方法是解構元組。通過一個解構聲明語法，把一個元組（或者其他的值）拆分為幾部分，并且重新定義為新的變量。

(string first, string middle, string last) = LookupName(id1); // deconstructing decla
rationWriteLine($"found {first} {last}.");

　　在解構中可采用var關鍵字：

(var first, var middle, var last) = LookupName(id1); // var inside

　　或者把var關鍵字提取出來，在括號外：

var (first, middle, last) = LookupName(id1); // var outside

　　你也可以通過解構賦值來解構一個現(xiàn)有變量：

(first, middle, last) = LookupName(id2); // deconstructing assignment

　　不僅僅元組可以被解構，任何類型都可以被解構，只要有一個對應的（實體或者擴展）解構方法：

public void Deconstruct(out T1 x1, ..., out Tn xn) { ... }

　　輸出參數(shù)由解構之后的結果值構成。

　?。槭裁床捎脭?shù)據(jù)參數(shù)代替返回一個元組？這樣，你可以重載多個不同的數(shù)值）

class Point
{
    public int X { get; }
    public int Y { get; }

    public Point(int x, int y) { X = x; Y = y; }
    public void Deconstruct(out int x, out int y) { x = X; y = Y; }
}

(var myX, var myY) = GetPoint(); // calls Deconstruct(out myX, out myY);

　　這將成為一種常見模式，包含析構函數(shù)和“對稱”解析：

　　針對輸出變量，我們計劃在解構中允許使用“通配符”：

(var myX, *) = GetPoint(); // I only care about myX

注：仍然還沒有確定是否將通配符引入C# 7.0中。

　　局部函數(shù)

　　有時，一個輔助函數(shù)只在一個使用它的單一方法內部有意義?，F(xiàn)在你可以在其他功能體內部聲明這些函數(shù)作為一個局部函數(shù)：

public int Fibonacci(int x)
{
    if (x < 0) throw new ArgumentException("Less negativity please!", nameof(x));
    return Fib(x).current;

    (int current, int previous) Fib(int i)
    {
        if (i == 0) return (1, 0);
        var (p, pp) = Fib(i - 1);
        return (p + pp, p);
    }
}

　　參數(shù)和閉合區(qū)間局部變量可用在局部函數(shù)內，類似lambda表達式。

　　舉一個例子，方法實現(xiàn)迭代器通常需要嚴格檢查調用時非迭代器封裝方法。（迭代器本身沒有運行，只到調用MoveNext 才會運行）。局部函數(shù)在這種情況下是完美的：

public IEnumerable<T> Filter<T>(IEnumerable<T> source, Func<T, bool> filter)
{
    if (source == null) throw new ArgumentNullException(nameof(source));
    if (filter == null) throw new ArgumentNullException(nameof(filter));

    return Iterator();

    IEnumerable<T> Iterator()
    {
        foreach (var element in source) 
        {
            if (filter(element)) { yield return element; }
        }
    }
}

　　如果迭代器是一個私有方法的下一個過濾器，它將有可能被其他成員不小心使用（沒有參數(shù)檢查）。此外，作為過濾器，它將需要采取所有的相同的參數(shù)，而不是指定域內的參數(shù)。

  注：在Preview 4版本中，本地函數(shù)必須在它們被調用之前聲明。這個限制將被放松，能調用讀取直接賦值的局部變量。

　　Literal 改進

　　C# 7.0 允許使用“_”作為數(shù)字分隔符在數(shù)字literals中：

var d = 123_456;
var x = 0xAB_CD_EF;

　　你可以把它放在你想要的位置，提升可讀性。這樣對數(shù)值沒有任何影響。

　　此外，C# 7.0也介紹了二進制literals，這樣你可以直接指定二進制模式而不必知道十六進制符號。

var b = 0b1010_1011_1100_1101_1110_1111;

　　Ref 返回和本地

　　就像你可以通過reference（用ref修飾符）在C＃中傳遞東西，您現(xiàn)在可以通過reference return 他們，并通過 reference將它們存儲在局部變量中。

public ref int Find(int number, int[] numbers)
{
    for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
    {
        if (numbers[i] == number) 
        {
            return ref numbers[i]; // return the storage location, not the value
        }
    }
    throw new IndexOutOfRangeException($"{nameof(number)} not found");
}

int[] array = { 1, 15, -39, 0, 7, 14, -12 };
ref int place = ref Find(7, array); // aliases 7's place in the array
place = 9; // replaces 7 with 9 in the array
WriteLine(array[4]); // prints 9

　　這對繞過占位符成為大數(shù)據(jù)結構是非常有用的。舉例來說，一個游戲可能會在一個大的預分配數(shù)組結構中保存其數(shù)據(jù)（為避免垃圾收集暫停）。Methods 可以直接返回一個 reference 到這樣一個結構，且通過調用者可以讀取和修改它。

　　這里有一些限制，以確保這是安全的：

• 你可以只返回 refs 那些是 “安全返回（safe to return）”的:那些被傳遞給你的，和那些點到對象的字段。

• 
  

• Ref locals被初始化為某一存儲位置，并且不能突變到指向另一個。

　　廣義異步返回類型

　　截至目前為止，在C＃調用異步方法必須要返回void，Task或Task<T>。C＃7.0允許以這樣的方式來定義其它類型，從而使它們可以從異步方法返回。

　　例如，我們計劃有一個ValueTask<T>結構類型。它是建立在預防Task<T> 對象的分配時，異步操作的結果是已在可等候的時間的情況下。對于很多異步場景，比如以涉及緩沖為例， 這可以大大減少分配的數(shù)量，并使性能有顯著提升。

　　這里有許多其他的方法可以讓您想象自定義“task-like”類型是有用的。它不會是簡單的正確創(chuàng)建，所以我們不要指望大多數(shù)人推出自己的，但他們很可能將會開始在框架和API展現(xiàn)出來，然后調用方可以返回并await他們今天做任務（Tasks）的方式。

   注：廣義異步返回類型尚未應用在預覽4。

　　更多 Expression-bodied 方法

　　Expression-bodied 方法、屬性等都是C# 6.0的重大突破，但并不允許他們在各種各樣的member中使用，C#7.0添加了訪問器、構造函數(shù)和終結器等，使更多member可以使用Expression-bodied 方法：

class Person
{
    private static ConcurrentDictionary<int, string> names = new ConcurrentDictionary<int, string>();
    private int id = GetId();

    public Person(string name) => names.TryAdd(id, name); // constructors
    ~Person() => names.TryRemove(id, out *);              // destructors
    public string Name
    {
        get => names[id];                                 // getters
        set => names[id] = value;                         // setters
    }
}

注：這些額外的Expression-bodied 方法還沒有工作在預覽4。

　　這是一個由社區(qū)貢獻的特征，而非微軟C#團隊。并且，開源！

　　在表達式的中間拋出一個異常是很容易的，只需要為你自己調用一個方法，但在C#7.0中我們允許在一些地方直接拋出表達式：

class Person
{
    public string Name { get; }
    public Person(string name) => Name = name ?? throw new ArgumentNullException(name);
    public string GetFirstName()
    {
        var parts = Name.Split(" ");
        return (parts.Length > 0) ? parts[0] : throw new InvalidOperationException("No name!");
    }
    public string GetLastName() => throw new NotImplementedException();
}

 注：拋出表達式還未在預覽4工作。

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