從 C# 1.0 到 C# 9.0語言特性匯總一覽！

轉(zhuǎn)自：雪輕鴻

qinyuanpei.blog.csdn.net/article/details/113720157

一、C# 版本歷史記錄圖片

說明：因?yàn)镸arkdown下維護(hù)這樣復(fù)雜的表格有一點(diǎn)麻煩，故，這里以圖片形式展示出來，如后續(xù)內(nèi)容有更新，請?jiān)L問原始筆記鏈接。為知筆記的表格渲染在移動(dòng)端表現(xiàn)不佳，為了獲得更好的閱讀體驗(yàn)，請?jiān)陔娔X端訪問查看。

二、C# 版本特性說明

現(xiàn)在是 2021 年，相信 C# 7.0 以前的版本大家都應(yīng)該沒有什么問題，因?yàn)橄癫┲鬟@樣的 90 后“中年”男人，接觸的都是這個(gè)版本的 C#。所以，在這里我們主要講解大家C# 7.0、8.0 以及 9.0 的語法特性。考慮到文章篇幅有限，這里選取的都是博主個(gè)人比較喜歡的語法特性，如果這里沒有你喜歡的特性，請參考文章末尾的參考鏈接。如果這里的特性你都不喜歡，請你馬上關(guān)掉這個(gè)網(wǎng)頁，愿這個(gè)世界：Love & Peace?？赡苣銜?huì)感覺到我說話變得小心翼翼起來，因?yàn)檫@個(gè)世界上有種叫做“杠精”的生物，當(dāng)它從我的只言片語里讀出那些挫敗感的時(shí)候，終于有了嘲笑我們這批步入30歲行列的90后的底氣，沒錯(cuò)，我在最近的博客評論中被讀者“嘲諷”了，讓暴風(fēng)雨來得更猛烈一些吧！

三、C# 7.0

在 C# 7.0 中，我個(gè)人比較喜歡的特性主要有以下幾個(gè)：元組和棄元、更多的 expression-bodied 成員、out 變量、異步 Main 方法、模式匹配 和 引發(fā)表達(dá)式。

元組和棄元

這個(gè)概念乍聽起來可能會(huì)有一點(diǎn)陌生，其實(shí)，按我的理解，這就是增強(qiáng)的元組語法，終于可以擺脫Item1、Item2…啦：

//示例1
(string Alpha, string Beta) namedLetters = ("a", "b");
Console.WriteLine($"{namedLetters.Alpha}, {namedLetters.Beta}");

//示例2
var alphabetStart = (Alpha: "a", Beta: "b");
Console.WriteLine($"{alphabetStart.Alpha}, {alphabetStart.Beta}");

//示例3
int count = 5;
string label = "Colors used in the map";
var pair = (count, label);
Console.WriteLine(pair);

有一段時(shí)間，前端同事總和我吹噓 ES6 里面的解構(gòu)多么多么好用！對此，我想說，C# 一樣可以解構(gòu)，假設(shè)我們現(xiàn)在有下面的一個(gè)方法：

static (string, double, double) GetLocation() 
{
    var city = "西安市";
    var lat = 33.42d;
    var lon = 107.40d;
    return (city, lon, lat);
}

這就是簡化后的元組的用法，如果是以前，我們還需要返回一個(gè)Tuple。此時(shí)，如果我們需要解析城市名稱及其經(jīng)緯度，可以這樣做：

//示例4
(string city, double lon, double lat) = GetLocation();
Console.WriteLine($"{city},({lon},{lat})");

OK，那么什么又是棄元呢？繼續(xù)以上面的代碼為例，如果我不關(guān)心經(jīng)緯度，只需要城市名稱又該怎么辦呢？人家的方法返回的是一個(gè)3元的結(jié)果，而我們只需要其中的1元，此時(shí)，就有了所謂棄元的概念：

(string city, _, _) = GetLocation();
Console.WriteLine($"{city}");

在 C# 中可以使用下劃線_來表示要舍棄的元，是為棄元，怎么樣？你學(xué)會(huì)了嗎？

更多的 expression-bodied 成員

這部分同樣是經(jīng)過強(qiáng)化的 Lambda 表達(dá)式，之前我們可以在成員函數(shù)和 只讀屬性上使用 Lambda 表達(dá)式，而現(xiàn)在，我們可以將其運(yùn)用在構(gòu)造函數(shù)、終結(jié)器以及 get和set訪問器：

// Expression-bodied constructor
public ExpressionMembersExample(string label) => this.Label = label;

// Expression-bodied finalizer
~ExpressionMembersExample() => Console.Error.WriteLine("Finalized!");

private string label;

// Expression-bodied get / set accessors.
public string Label
{
    get => label;
    set => this.label = value ?? "Default label";
}

out變量

個(gè)人認(rèn)為，這是一個(gè)非常不錯(cuò)的改進(jìn)，終于不用再單獨(dú)聲明out變量啦：

if (int.TryParse(input, out int result))
    Console.WriteLine(result);
else
    Console.WriteLine("Could not parse input");

異步 Main 方法

顧名思義，Main 方法現(xiàn)在可以支持 async 關(guān)鍵字啦：

static async Task<int> Main()
{
    // This could also be replaced with the body
    // DoAsyncWork, including its await expressions:
    return await DoAsyncWork();
}

在沒有返回值的情況下，可以考慮返回Task:

static async Task Main()
{
    await SomeAsyncMethod();
}

模式匹配

主要是針對 is 和 switch 語句提供了增強(qiáng)的語法。在這里，對于前者來說，我們可以將判斷和賦值兩個(gè)步驟合二為一：

public static double ComputeAreaModernIs(object shape)
{
    if (shape is Square s)
        return s.Side * s.Side;
    else if (shape is Circle c)
        return c.Radius * c.Radius * Math.PI;
    else if (shape is Rectangle r)
        return r.Height * r.Length;
    // elided
    throw new ArgumentException(
        message: "shape is not a recognized shape",
        paramName: nameof(shape));
}

而對于后者來說，主要打破了傳統(tǒng) switch 語句的常量模式：

public static double ComputeArea_Version3(object shape)
{
    switch (shape)
    {
        case Square s when s.Side == 0:
        case Circle c when c.Radius == 0:
            return 0;
        case Square s:
            return s.Side * s.Side;
        case Circle c:
            return c.Radius * c.Radius * Math.PI;
        default:
            throw new ArgumentException(
                message: "shape is not a recognized shape",
                paramName: nameof(shape));
    }
}

引發(fā)表達(dá)式

這個(gè)主要是針對 throw 關(guān)鍵字的增強(qiáng)，當(dāng)我看到微軟的文檔的時(shí)候，我突然意識到，這個(gè)語法其實(shí)我用了很久啦！

//場景A：條件運(yùn)算符
string arg = args.Length >= 1 ? args[0] :
    throw new ArgumentException("You must supply an argument");
//場景B：Null合并運(yùn)算符
public string Name
{
    get => name;
    set => name = value ??
        throw new ArgumentNullException(
          paramName: nameof(value), 
          message: "Name cannot be null");
}
//場景C：Lambda表達(dá)式
DateTime ToDateTime(IFormatProvider provider) =>
    throw new InvalidCastException("Conversion to a DateTime is not supported.");

以上，就是 C# 7.0 中我個(gè)人比較喜歡的語法特性。需要了解所有 C# 7.0 語法特性的小伙伴們，則可以參考這里：C# 7.0 - C# 7.3 中的新增功能。

四、C# 8.0

在 C# 8.0 中，我個(gè)人比較喜歡的特性主要有以下幾個(gè)：默認(rèn)接口方法、異步流、索引和范圍。

默認(rèn)接口方法

關(guān)于這個(gè)，我覺得有點(diǎn)多此一舉，如果一定要有一個(gè)默認(rèn)行為，那你用繼承來實(shí)現(xiàn)不就好啦，接口本來就是用來實(shí)現(xiàn)的啊摔！

public class ChineseSayHello : ISayHello
{
    public string Who { get; set; }
}
public interface ISayHello
{
    private const string DefaultPersopn = "Anumouse";
    string Who { get; set; }
    void SayHello()
    {
        Who = DefaultPersopn;
         Console.WriteLine($"Hello, {Who}");
    }
}

在上面這個(gè)例子里，ChineseSayHello沒有實(shí)現(xiàn)SayHello()方法不影響編譯，因?yàn)镮SayHello有默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，可正因?yàn)槿绱耍琒ayHello()方法屬于ISayHello，不屬于ChineseSayHello：

//正確，可以編譯
var sayHello = new ChineseSayHello() as ISayHello;
sayHello.SayHello();

//錯(cuò)誤，無法編譯
var sayHello = new ChineseSayHello();
sayHello.SayHello();

異步流

該特性可以看作是IEnumerable的一個(gè)延伸，即IAsyncEnumerable，主要有下面三個(gè)屬性：

• 它是用 async 修飾符聲明的。

  
  

• 它將返回 IAsyncEnumerable。

  
  

• 該方法包含用于在異步流中返回連續(xù)元素的 yield return 語句。

下面是一個(gè)來自微軟官方的基本示例：

//生成異步流

public static async System.Collections.Generic.IAsyncEnumerable<int> GenerateSequence()
{
    for (int i = 0; i < 20; i++)
    {
        await Task.Delay(100);
        yield return i;
    }
}
//枚舉異步流
await foreach (var number in GenerateSequence())
{
    Console.WriteLine(number);
}

和異步流相關(guān)的一個(gè)概念是：異步可釋放，即 System.IAsyncDisposable，這個(gè)可以參考：實(shí)現(xiàn) DisposeAsync 方法。

索引和范圍

關(guān)于這個(gè)，我們換一種說法，可能大家就能接受啦！是什么呢？答案是：切片。切片語法博主經(jīng)常在 Python 中使用，想不到有生之年居然可以在 C# 里用到這個(gè)語法。不過，這個(gè)語法糖怎么看都不甜啊，因?yàn)闆]那味兒！

var words = new string[]
{
                // index from start index from end
    "The", // 0 ^9
    "quick", // 1 ^8
    "brown", // 2 ^7
    "fox", // 3 ^6
    "jumped", // 4 ^5
    "over", // 5 ^4
    "the", // 6 ^3
    "lazy", // 7 ^2
    "dog" // 8 ^1
};  

//取最后一個(gè)元素
Console.WriteLine($"The last word is {words[^1]}");

//獲取第一個(gè)元素到第三個(gè)元素
var quickBrownFox = words[1..4];

//獲取倒數(shù)第一個(gè)元素到倒數(shù)第二個(gè)元素
var lazyDog = words[^2..^0];
//獲取全部元素
var all = words[..];

//獲取開始到第三個(gè)元素
var firstPhrase = words[..4];

//獲取結(jié)束到倒數(shù)第二個(gè)元素
var lastPhrase = words[6..];

看起來這些東西在 Python 里都有啊，到底是哪里除了問題呢？我覺得更多的是符號上的不同吧， ^ 這個(gè)符號除了表示指數(shù)的意思以外，還有按位進(jìn)行異或運(yùn)算的意思，所以，這個(gè)語法糖加進(jìn)來以后就會(huì)顯得相當(dāng)混亂，而 .. 這個(gè)符號顯然沒有 : 寫起來方便啊，所以，雖然 C# 從 C# 8.0 開始有了切片語法，可這不是我想要的切片語法啊！

以上，就是 C# 8.0 中我個(gè)人比較喜歡的語法特性。需要了解所有 C# 8.0 語法特性的小伙伴們，則可以參考這里：C# 8.0 中的新增功能。

五、C# 9.0

在 C# 9.0 中，我個(gè)人比較喜歡的特性主要有以下幾個(gè)：Record、頂級語句、模式匹配增強(qiáng)。

Record

record 是 C# 9.0 中提供的一個(gè)新的關(guān)鍵字，地位上等同于 class 和 struct，中文翻譯為：記錄類型。這是一種引用類型，它提供合成方法來提供值語義，從而實(shí)現(xiàn)相等性。默認(rèn)情況下，記錄是不可變的。簡而言之，record 是不可變的引用類型。你可能會(huì)說，我們?yōu)槭裁匆氵@么一個(gè)類型出來呢？難道 class 不香嗎？

我覺得如果要回答這個(gè)問題，可以借鑒 DDD 中的實(shí)體 和 值對象這兩個(gè)概念。實(shí)體 通常都有一個(gè)唯一的標(biāo)識并且在整個(gè)生命周期中具有連續(xù)性，這一類角色通過 class 來實(shí)現(xiàn)一直都工作得很好。例如，每一個(gè) User 都會(huì)有一個(gè)唯一的UserId ，我們使用 UserId 來判斷其相等性。而 值對象 則是指那些沒有唯一的標(biāo)識、不可變的、通過屬性來判斷相等性。例如，我們有一個(gè)地址 Address，它由省、市、區(qū)、縣和詳細(xì)地址組成，那么，問題來了，如果兩個(gè) Address 的省、市、區(qū)、縣和詳細(xì)地址都相同，這兩個(gè) Address 是不是同一個(gè)地址呢？常識告訴我們：不會(huì)，因?yàn)樗鼈兪遣煌膶?shí)例。

這就是 record 出現(xiàn)的原因，對于上面的這個(gè)問題，我們可以來解決：

record Address
{
    public string Province { get; set; }
    public string City { get; set; }
    public string District { get; set; }
    public string County { get; set; }
}

var addr1 = new Address() { Province = "陜西省", City = "西安市", District = "雁塔區(qū)" };
var addr2 = new Address() { Province = "陜西省", City = "西安市", District = "雁塔區(qū)" };
Console.WriteLine($"addr1 == addr2：{addr1 == addr2}");

想想以前我們是怎么做的呢？是不是要寫類似下面這樣的代碼：

if (addr1.Province == addr2.Province && addr1.City == addr2.City) {
    //屬性太多啦，我就不一個(gè)一個(gè)地比較啦，懂得都懂
}

所以，這就是 record 存在的意義。除此之外呢，這個(gè)關(guān)鍵字更多的是語法層面上的，實(shí)際上從編譯出來的 IL 來看，它本質(zhì)上依然是一個(gè)類，并且它是不可變的。定義記錄類型時(shí)，編譯器會(huì)合成其他幾種方法：

• 基于值的相等性比較方法

  
  

• 替代 GetHashCode()

  
  

• 復(fù)制和克隆成員

  
  

• PrintMembers 和 ToString()

那么，你可能還會(huì)有疑問，假如我定義了兩個(gè)不同的記錄類型，它們都擁有相同的屬性成員，如果按值相等來判斷的話，豈不是這兩個(gè)不同的記錄類型變成相同的了？這么重要的問題，微軟怎么可能沒有想到呢？編譯器會(huì)合成一個(gè) EqualityContract 屬性，該屬性返回與記錄類型匹配的 Type 對象。在這里，微軟再一次發(fā)揮了元組的威力，對于上面定義的地址，我們可以繼續(xù)使用解構(gòu)語法：

(province, city, district, county) = addr1;

當(dāng)然，我相信哪怕到2090年，這個(gè)世界上依然會(huì)有“杠精”：你說這玩意兒不能變？我就想變怎么辦？答案是使用with語法：

public record Person
{
    public string LastName { get; }
    public string FirstName { get; }
    public Person(string first, string last) => (FirstName, LastName) = (first, last);
}

var person = new Person("Bill", "Wagner");
Person brother = person with { FirstName = "Paul" }; // 修改FirstName的副本
Person clone = person with { }; // 空集副本

好了，關(guān)于記錄類型就先為大家介紹到這里，更詳細(xì)的說明可以參考這里：使用記錄類型。

頂級語句

頂級語句，這個(gè)又是一個(gè)聽起來非常模糊的概念對不對？大家可以看一下這篇文章：26 種不同的編程語言的 “Hello World” 程序。怎么樣，在眾多解釋型的語言中，C#、Java 甚至 C++ 的 “Hello World” 是不是都看起來有一點(diǎn)臃腫？

好了，現(xiàn)在可以夢想成真啦！

using System;
Console.WriteLine("Hello World!");

如果覺得這樣還顯得臃腫，可以省略 using 部分：

System.Console.WriteLine("Hello World!");

當(dāng)然啦，一個(gè)項(xiàng)目里顯然只能有一個(gè)文件可以使用頂級語句，你可以理解為這些代碼運(yùn)行在一個(gè)看不見的Main()方法中，而Main()方法顯然只能有一個(gè)，相比下來，Python 就自由多啦，不過if __name__ == '__main__'的老梗就不再這里展開啦！

模式匹配增強(qiáng)

感覺微軟在模式匹配的道路上越走越遠(yuǎn)啊，說好的語法糖呢？這簡直是毒藥，7.0 里面眼花繚亂的switch都還沒學(xué)會(huì)呢！

public static bool IsLetter(this char c) =>
    c is >= 'a' and <= 'z' or >= 'A' and <= 'Z';
public static bool IsLetterOrSeparator(this char c) =>
    c is (>= 'a' and <= 'z') or (>= 'A' and <= 'Z') or '.' or ',';
if (e is not null)
{
    // ...
}

以上，就是 C# 9.0 中我個(gè)人比較喜歡的語法特性。需要了解所有 C# 9.0 語法特性的小伙伴們，則可以參考這里：C# 9.0 中的新增功能。

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