C# 6.0 新特性 (一)

2022-08-16 22:51:59

概述

尽管 C# 6.0 尚未完成，但现在这些功能正处于接近完成的关键时刻。自 2014 年 5 月发布文章“C# 6.0 语言预览版”(msdn.microsoft.com/magazine/dn683793.aspx) 以来，下一版本的 Visual Studio 的 CTP3 版本中对 C# 6.0 进行了一些变更和改进（代号为“14”）。

Null 条件运算符

即使是 .NET 开发新手，也可能非常熟悉 NullReferenceException。有一个例外是几乎总是会指出一个 Bug，因为开发人员在调用 (null) 对象的成员之前未进行充分的 null 检查。请看看以下示例：

public static string Truncate(string value, int length)
{
  string result = value;
  if (value != null) // Skip empty string check for elucidation
  {
    result = value.Substring(0, Math.Min(value.Length, length));
  }
  return result;
}

如果不进行 null 检查，此方法会引发 NullReferenceException。尽管这很简单，但检查字符串参数是否为 null 的过程却稍微有些繁琐。通常，考虑到比较的频率，该繁琐的方法可能没有必要。C# 6.0 包括一个新的 null 条件运算符，可帮助您更加简便地编写这些检查：

public static string Truncate(string value, int length)
{          
  return value?.Substring(0, Math.Min(value.Length, length));
}
[TestMethod]
public void Truncate_WithNull_ReturnsNull()
{
  Assert.AreEqual<string>(null, Truncate(null, 42));
}

根据 Truncate_WithNull_ReturnsNull 方法所演示的内容，如果对象的值实际上为 null，则 null 条件运算符将返回 null。这带来了一个问题，即 null 条件运算符在调用链中出现时会是什么情况？如以下示例中所示：

public static string AdjustWidth(string value, int length)
{
  return value?.Substring(0, Math.Min(value.Length, length)).PadRight(length);
}
[TestMethod]
public void AdjustWidth_GivenInigoMontoya42_ReturnsInigoMontoyaExtended()
{
  Assert.AreEqual<int>(42, AdjustWidth("Inigo Montoya", 42).Length);
}

尽管 Substring 是通过 null 条件运算符进行调用的，并且 null value?.Substring 似乎返回了 null，但语言行为按您的想法进行。这简化了对 PadRight 的调用过程，并立即返回 null，从而避免会导致出现 NullReferenceException 的编程错误。这个概念称为“null 传播”。

Null 条件运算符会根据具体条件进行 null 检查，然后再调用目标方法以及调用链中的所有其他方法。这将可能产生一个令人惊讶的结果，例如，text?.Length.GetType 语句中的结果。

如果 null 条件运算符在调用目标为 null 时返回 null，那么调用会返回值类型的成员时最终会是什么数据类型（假定值类型不能为 null）？例如，从 value?.Length 返回的数据类型不能只是 int。答案当然是：可以为 null 的类型（int？）。实际上，尝试仅将结果分配给 int 将会出现编译错误：

int length = text?.Length; // Compile Error: Cannot implicitly convert type ‘int?‘ to ‘int‘

Null 条件具有两种语法形式。首先，问号在点运算符前面 (?.)。其次，将问号和索引运算符结合使用。例如，给定一个集合（而非在索引到集合之前显式进行 null 检查），您就可以使用 null 条件运算符执行此操作：

public static IEnumerable<T> GetValueTypeItems<T>(
  IList<T> collection, params int[] indexes)
  where T : struct
{
  foreach (int index in indexes)
  {
    T? item = collection?[index];
    if (item != null) yield return (T)item;
  }
}

此示例使用了运算符 ?[…] 的 null 条件索引形式，导致仅在集合不为 null 时才索引到集合。通过 null 条件运算符的此形式，T? item = collection?[index] 语句在行为上相当于：

T? item = (collection != null) ? collection[index] : null.

请注意，null 条件运算符仅可检索项目，不会分配项目。如果给定 null 集合，那么这意味着什么？

请注意针对引用类型使用 ?[…] 时的隐式歧义。由于引用类型可以为 null，因此对于集合是否为 null，或者是否元素本身实际上就是 null 而言，来自 ?[…] 运算符的 null 结果不明确。

Null 条件运算符的一个非常有用的应用程序解决了 C# 自 C# 1.0 以来一直存在的的一个特性，即在调用委托之前检查是否为 null。我们来看一下图 1 中显示的 C# 2.0 代码。

//在调用委托之前检查是否为 Null

class Theremostat
{
  event EventHandler<float> OnTemperatureChanged;
  private int _Temperature;
  public int Temperature
  {
    get
    {
      return _Temperature;
    }
    set
    {
      // If there are any subscribers, then
      // notify them of changes in temperature
      EventHandler<float> localOnChanged =
        OnTemperatureChanged;
      if (localOnChanged != null)
      {
        _Temperature = value;
        // Call subscribers
        localOnChanged(this, value);
      }
    }
  }
}

通过使用 null 条件运算符，整个 set 实现过程就可简化为：

OnTemperatureChanged?.Invoke(this, value)

现在，您只需对将 null 条件运算符作为前缀的 Invoke 进行调用，不再需要将委托实例分配给本地变量，从而实现线程安全，甚至是在调用委托之前显式检查值是否为 null。

C# 开发人员都很想知道在最新的四个版本中是否对此内容有所改进。答案是最终进行了改进。仅此一项功能就可以改变调用委托的方式。

另一个 null 条件运算符普及的常见模式是与 coalesce 运算符结合使用。您无需在调用 Length 之前对 linesOfCode 进行 null 检查，而是可以编写项目计数算法，如下所示：

List<string> linesOfCode = ParseSourceCodeFile("Program.cs");
return linesOfCode?.Count ?? 0;

在这种情况下，任何空集合（无项目）和 null 集合均标准化为返回相同数量。总之，null 条件运算符将实现以下功能：

如果操作数为 null，则返回 null
如果操作数为 null，则简化调用链中的其他调用
如果目标成员返回一个值类型，则返回可以为 null 的类型 (System.Nullable<T>)。
以线程安全的方式支持委托调用
可用作成员运算符 (?.) 和索引运算符 (?[…])

原文出处:http://msdn.microsoft.com/zh-cn/magazine/dn802602.aspx

待续

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