C# 10 新功能

2022-09-03 18:56:41

C# 10.0 向 C# 语言添加了以下功能和增强功能：

record struct(记录结构)

C# 9 有一个新的数据类型，叫做记录（Record）。这个类型是一种特殊的引用类型，我们只需要给出一个东西的具体属性，就可以自动为这个类型生成指定的比较器（Equals 方法、比较运算符 operator == 和 operator !=、GetHashCode 方法，甚至是 ToString 方法等等）。

举个例子，我们可以这么写：

public sealed record Point(int X, int Y);

这就等价于一个类 Point，然后生成 X 和 Y 属性，以及相关的方法：

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

    public override string ToString() => $"Point {{ X = {X}, Y = {Y} }}";
    public override bool Equals(object? obj) => obj is Point p && p.X == X && p.Y == y;
    public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(X, Y);

    public static bool operator ==(Point l, Point r) => l.Equals(r);
    public static bool operator !=(Point l, Point r) => !(l == r);
}

这样的东西。你看看，就写一句话就能生成一系列的内容，是不是很方便。

不过，Point 类型就俩属性，显然没有必要定义成类，因为它太轻量级了。因此，C# 10 开始允许结构记录类型。

public record struct Point(int X, int Y);

这样就好比把前文的 sealed class 改写成 struct。因此 C# 10 开始允许结构的记录类型，所以更轻量级，灵活度更高了。当然，C# 10 依然允许引用类型（类）的记录类型，你可以使用 record 或者 record class 来表示一个类的记录类型。

首先自然是 record struct，解决了 record 只能给 class 而不能给 struct 用的问题：
record struct Point(int X, int Y);
用 record 定义 struct 的好处其实有很多，例如你无需重写 GetHashCode 和 Equals 之类的方法了。
sealed record ToString 方法
之前 record 的 ToString 是不能修饰为 sealed 的，因此如果你继承了一个 record，相应的 ToString 行为也会被改变，因此这是个虚方法。
但是现在你可以把 record 里的 ToString 方法标记成 sealed，这样你的 ToString 方法就不会被重写了。

常量字符串插值

const string a = "foo";
const string b = $"{a}_bar"; // foo_bar

命名空间

C# 10 开始你将能够在文件顶部指定该文件的 namespace，一个源文件只能包含一个namespace MyProject;声明。而不需要写一个 namespace 然后把其他代码都嵌套在大括号里面，毕竟绝大多数情况下，我们在写代码时一个文件里确实只会写一个 namespace，这样可以减少一层嵌套也是很不错的。

但是，原始的写法是允许嵌套命名空间和并排命名空间的，而一旦使用 namespace 指令后，就不可在文件里多次声明嵌套或并行的命名空间了。

namespace MyProject;

class MyClass
{
    // ...
}

struct 无参构造函数

一直以来 struct 不支持无参构造函数，现在支持了：

struct Foo
{
public int X;
public Foo() { X = 1; }
}

但是使用的时候就要注意了，因为无参构造函数的存在使得 new struct() 和 default(struct) 的语义不一样了，例如 new Foo().X == default(Foo).X 在上面这个例子中将会得出 false。

全局的 using
可将 global 修饰符添加到任何 using 指令，以指示编译器该指令适用于编译中的所有源文件。这通常是项目中的所有源文件。

global using IntegerList = System.Collections.Generic<int>;

那么，整个项目就都可以使用这个 IntegerList 了。

在同一析构中进行赋值和声明

此更改取消了早期 C# 版本中的限制。以前，析构可以将所有值赋给现有变量，或将新声明的变量初始化：

// Initialization:
(int x, int y) = point;

// assignment:
int x1 = 0;
int y1 = 0;
(x1, y1) = point;

C# 10.0 取消了此限制：

int x = 0;
(x, int y) = point;

lambda 改进

这个改进可以说是非常大，我分多点介绍。

1、支持 attributes

lambda 可以带 attribute 了：

f = [Foo] (x) => x; // 给 lambda 设置
f = [return: Foo] (x) => x; // 给 lambda 返回值设置
f = ([Foo] x) => x; // 给 lambda 参数设置

2、支持指定返回值类型

此前 C# 的 lambda 返回值类型靠推导，C# 10 开始允许在参数列表最前面显示指定 lambda 类型了：

f = int () => 4;

3、支持 ref 、in 、out 等修饰

f = ref int (ref int x) => ref x; // 返回一个参数的引用

4、头等函数

函数可以隐式转换到 delegate，于是函数上升至头等函数：

void Foo() { Console.WriteLine("hello"); }
var x = Foo;
x(); // hello

5、自然委托类型

lambda 现在会自动创建自然委托类型，于是不再需要写出类型了。

var f = () => 1; // Func<int>
var g = string (int x, string y) => $"{y}{x}"; // Func<int, string, string>
var h = "test".GetHashCode; // Func<int>

CallerArgumentExpression

现在，CallerArgumentExpression 这个 attribute 终于有用了。借助这个 attribute，编译器会自动填充调用参数的表达式字符串，例如：

void Foo(int value, [CallerArgumentExpression("value")] string? expression = null)
{
    Console.WriteLine(expression + " = " + value);
}

当你调用 Foo(4 + 5) 时，会输出 4 + 5 = 9。这对测试框架极其有用，因为你可以输出 assert 的原表达式了：

static void Assert(bool value, [CallerArgumentExpression("value")] string? expr = null)
{
    if (!value) throw new AssertFailureException(expr);
}

tuple 支持混合定义和使用

比如：

int y = 0;
(var x, y, var z) = (1, 2, 3);

于是 y 就变成 2 了，同时还创建了两个变量 x 和 z，分别是 1 和 3 。

码农公寓