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。

这篇文章基于，

C# 9.0候选新特性

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;take4bytes when I compilein32Bit host.nint nativeInt=55;take8bytes when I 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。

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Example

publicclassPoint3D(double X,double Y,double Z);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{privatereadonly doublek__BackingField;privatereadonly doublek__BackingField;privatereadonly doublek__BackingField;publicdouble X{get{returnk__BackingField;}}publicdouble Y{get{returnk__BackingField;}}publicdouble Z{get{returnk__BackingField;}}publicPoint3D(double X,double Y,double Z){k__BackingField=X;k__BackingField=Y;k__BackingField=Z;}publicboolEquals(Point3D value){returnX==value.X&&Y==value.Y&&Z==value.Z;}publicoverride boolEquals(object value){Point3D value2;return(value2=(valueasPoint3D))!=null&&Equals(value2);}publicoverride intGetHashCode(){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(val name: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{privatereadonly string _name;publicGreeter(string name){_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(int a,int b)=>a+b;publicintMult(int a,int b)=>a*b;publicintNeg(int a)=>-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(int a,int b)=>a+b;intMult(int a,int b)=>a*b;intNeg(int a)=>-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

publicshape SGroup{staticT operator+(T t1,T t2);staticT Zero{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 IntGroupofint:SGroup{publicstaticint Zero=>0;}

定义一个AddAll方法

publicstaticAddAll(T[]ts)where T: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(params Spanvalues);

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

publicstruct Rational{privatelong numerator;privatelong denominator;publicRational(long num,long denom){/* Todo: Find GCD etc. */}publicRational(long num){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，

publicfixed 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_1024GammaCurve;// 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;publicref Tthis[int index]=>ref(uint)index<=1024u?ref RefAdd(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?}}

摘要

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.