C# 9.0新特性

CandidateFeaturesForCSharp9

看到标题,是不是认为我把标题写错了?是的,C# 8.0还未正式发布,在官网它的最新版本还是Preview 5,通往C＃9的漫长道路却已经开始.前写天收到了活跃在C#一线的 BASSAM ALUGILI 给我分享C# 9.0新特性,我在他文章的基础上进行翻译,希望能对大家有所帮助.

这是世界上第一篇关于C＃9候选功能的文章。阅读完本文后，你将会为未来可能遇到的C＃ 9.0新特性做好更充分的准备。

原生大小的数字类型

这次引入一组新类型（nint，nuint，nfloat等）'n'表示 native(原生) ,该特性允许声明一个32位或64位的数据类型,这取决于操作系统的平台类型。

nint nativeInt =55;take4byteswhenI compilein32Bit host.    nint nativeInt =55;take8byteswhenI compilein64Bit hostwithx64 compilation settings.

xamarin中已存在类似的概念，

xamarin原生类型

Records and Pattern-based With-Expression

这个功能我等待了很长时间,Records是一种轻量级的不可变类型,它可以是方法,属性,运算符等,它允许我们进行结构的比较, 此外,默认情况下,Records属性是只读的。

Records可以是值类型或引用类型。

Example

publicclassPoint3D(doubleX,doubleY,doubleZ);publicclassDemo{publicvoidCreatePoint(){varp =newPoint3D(1.0,1.0,1.0);    }  }

这些代码会被编译器转化如下形式.

publicclassPoint3D{privatereadonlydoublek__BackingField;privatereadonlydoublek__BackingField;privatereadonlydoublek__BackingField;publicdoubleX {get{returnk__BackingField;}}publicdoubleY{get{returnk__BackingField;}}publicdoubleZ{get{returnk__BackingField;}}publicPoint3D(doubleX,doubleY,doubleZ){    k__BackingField = X;    k__BackingField = Y;    k__BackingField = Z;    }publicboolEquals(Point3Dvalue){returnX ==value.X && Y ==value.Y && Z ==value.Z;    }publicoverrideboolEquals(objectvalue){      Point3D value2;return(value2 = (valueasPoint3D)) !=null&& Equals(value2);    }publicoverrideintGetHashCode(){return((1717635750*-1521134295+  EqualityComparer.Default.GetHashCode(X)) *-1521134295+ EqualityComparer.Default.GetHashCode(Y)) *-1521134295+  EqualityComparer.Default.GetHashCode(Z);    }    }        Using Records:publicclassDemo{publicvoidCreatePoint(){    Point3D point3D =newPoint3D(1.0,1.0,1.0);    }    }

Records迎合了基于表达式形式编程的特性,使得我们可以这样使用它.

varnewPoint3D = Point3D.With(x:42);

这样我们创建的新Point（new Point3D）就像现有的一个（point3D）一样并把X的值更改为42。

这个特性于基于 pattern matching 也非常有效,我会在我的下一篇文章中介绍这一点.

那么我们为什么要使用Records而不是用结构体呢?为了回答这些问题，我引用了了Reddit的一句话：

“结构体是你必须要有一些约定来实现的东西。你不必手动地去让它只读,你也不用去实现他们的比较逻辑,但如果你不这样做,那你就失去了使用结构体的意义，编译器不会强制执行这些约束"。

Records类型由是编译器实现，这意味着您必须满足所有这些条件并且不能错误, 因此，它们不仅可以减少重复代码，还可以消除一大堆潜在的错误。

此外，这个功能在F＃中存在了十多年，其他语言如（Scala，Kotlin）也有类似的概念。

F＃

typeGreeter(name: string) =memberthis.SayHi() = printfn"Hi, %s"name

Scala

classGreeter(name:String){defSayHi()= println("Hi, "+ name)    }

Kotlin

classGreeter(valname: String)    {funsayhi(){    println("Hi,${name}");    }    }

在没有Records之前,我们要实现类似的功能,C#代码要这么写

C#

publicclassGreeter{privatereadonlystring_name;publicGreeter(stringname){ _name = name; }publicvoidGreet(){  Console.WriteLine($"Hello, {_name}"); }}

有了Records之后，我们可以将C＃代码大大地减少了，

ublicclassGreeter(name:string){publicvoidGreet(){    Console.WriteLine($"Hello, {_name}");    }    }

Less code! = I love it!

Type Classes

此功能的灵感来自Haskell，它是我最喜欢的功能之一。正如我两年前在我文章中所说，C＃将实现更多的函数式编(FP)程概念，Type Classes就是FP概念之一。在函数式编程中，Type Classes允许您在类型上添加一组操作，但不实现它。由于实现是在其他地方完成的，这是一种多态，它比面向对象编程语言中的class更灵活。

Type Classes和C＃接口具有相似的用途，但它们的工作方式有所不同，在某些情况下，由于处理固定类型而不是继承层次结构，因此Type Classes更易于使用。

此这特性最初与“extending everything”功能一起引入，您可以将它们组合在一起，如Mads Torgersen给出的例子所示。

我引用了官方提案中的一些结论：

“一般来说，”shape“（shape是Type Classes的一个新的关键字）声明非常类似于接口声明，除了以下情况，

它可以定义任何类型的成员（包括静态成员）

可以通过扩展实现

只能在指定的地方当作一种类型使用(作用域)“

Haskell中 Type Classes示例。

classEqawhere(==) :: a -> a ->Bool(/=) :: a -> a ->Bool

“Eq”是类名，而==，/ =是类中的操作。类型“a”是类“Eq”的实例。

如果我们将上述例子用C#接口实现将会是这样.

interfaceNum{AAdd(A a, A b);AMult(A a, A b);ANeg(A a);    }        struct NumInt : Num    {publicintAdd(inta,intb)=> a + b;publicintMult(inta,intb)=> a * b;publicintNeg(inta)=> -a;    }

如果我们用Type Classes实现C# 功能会是这样

shape Num    {AAdd(A a, A b);AMult(A a, A b);ANeg(A a);    }        instance NumInt : Num    {intAdd(inta,intb)=> a + b;intMult(inta,intb)=> a * b;intNeg(inta)=> -a;    }

通过上面例子,可以看到接口和shape的语法类似 ,那我们再来看看Mads Torgersen给出的例子

Note：shape不是一种类型。相反，shape的主要目的是用作通用约束，限制类型参数以具有正确的形状，同时允许通用声明的主体使用该形状，

原始来源

public shape SGroup      {      staticToperator +(Tt1,Tt2);      staticTZero {get;}      }

这个声明说如果一个类型在T上实现了一个+运算符并且具有0静态属性，那么它可以是一个SGroup 。

给int添加静态成员Zero

publicextension IntGroup ofint: SGroup    {publicstaticintZero =>0;    }

定义一个AddAll方法

publicstaticAddAll(T[] ts)whereT: SGroup// shape used as constraint    {varresult = T.Zero;// Making use of the shape's Zero property    foreach(vartints) { result += t; }// Making use of the shape's + operator    returnresult;    }

让我们用一些整数调用AddAll方法，

int[] numbers = {5,1,9,2,3,10,8,4,7,6};WriteLine(AddAll(numbers));// infers T = int

这就是Type class 的妙处,慢慢消化感受一下??

Dictionary Literals

引入更简单的语法来创建初始化的Dictionary 对象，而无需指定Dictionary类型名称或类型参数。使用用于数组类型推断的现有规则推断字典的类型参数。

// C# 1..8    varx =newDictionary () { {"foo",4}, {"bar",5}};// C# 9    varx = ["foo":4,"bar":5];

该特性使C＃中的字典工作更简单，并删除冗余代码。此外，值得一提的是，在F＃和Swift等其他编程语言中也使用了类似的字典语法。

Params Span

允许params语法使用Span 这个帮助来实现没有任何堆分配的params参数传递。此功能可以使params方法的使用更加高效。

新的语法如下，

voidFoo(paramsSpan values);

struct允许使用无参构造函数

到目前为止，在C＃中不允许在结构体声明中使用无参构造函数,在C＃9中，将删除此限制。

StackOverflow示例

publicstructRational    {privatelongnumerator;privatelongdenominator;publicRational(longnum,longdenom){/*Todo:Find GCD etc. */}publicRational(longnum){      numerator = num;      denominator =1;    }publicRational()// This is not allowed    {      numerator =0;      denominator =1;    }    }

链接到StackOverflow示例

其实CLR已经允许值类型数据具有无参构造函数,只是C# 对这个功能进行了限制,在C# 9.0中可能会消除这种限制.

固定大小的缓冲区

这些提供了一种通用且安全的机制，用于向C＃语言声明固定大小的缓冲区。

目前,用户可以在不安全的环境中创建固定大小的缓冲区。但是，这需要用户处理指针，手动执行边界检查，并且只支持一组有限的类型（bool，byte，char，short，int，long，sbyte，ushort，uint，ulong，float和double）。该特性引入后将使固定大小的缓冲区变得安全安全，如下例所示。

可以通过以下方式声明一个安全的固定大小的缓冲区，

public fixed DXGI_RGB GammaCurve[1025];

该声明将由编译器转换为内部表示，类似于以下内容，

[FixedBuffer(typeof(DXGI_RGB),1024)]publicConsoleApp1.e__FixedBuffer_1024 GammaCurve;// Pack = 0 is the default packing and should result in indexable layout.    [CompilerGenerated, UnsafeValueType, StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack =0)]structe__FixedBuffer_1024    {privateT _e0;privateT _e1;// _e2 ... _e1023    privateT _e1024;publicrefTthis[intindex] =>ref(uint)index <=1024u ?refRefAdd(ref_e0, index):thrownewIndexOutOfRange();    }

Uft8字符串文字

它是关于定义一种新的字符串类型UTF8String，它将是，

System.UTF8String myUTF8string ="Test String";

Base(T)

此功能用于解决默认接口方法中的 覆盖冲突问题 :

interfaceI1{voidM(int){ }}interfaceI2{voidM(short){ }}interfaceI3{overridevoidI1.M(int) { }}interfaceI4:I3{voidM2(){base(I3).M(0)// Which M should be used here? What does this do?}}

您已经阅读了第一个C＃9候选特性。正如您所看到的，许多新功能受到其他编程语言或编程范例的启发，而不是自我创新，这些特性大部分在在社区中得到了广泛认可,所以引入C# 后应该也会给大家带来不错的体验.

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