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C# 9.0 新特性

2019-06-12 11:45 DotNet

(给DotNet加星标,提升.Net技能


转自:码农阿宇
英文:c-sharpcorner.com
译文:cnblogs.com/CoderAyu/p/11000386.html

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; take 4 bytes when I compile in 32 Bit host.    
nint nativeInt = 55; take 8 bytes when I compile in 64 Bit host with x64 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


public class Point3D(double X, double Y, double Z);    
public class Demo
{
public void CreatePoint()
{
var p = new Point3D(1.0, 1.0, 1.0);
}
}


这些代码会被编译器转化如下形式.


public class Point3D    
{
private readonly double <X>k__BackingField;
private readonly double <Y>k__BackingField;
private readonly double <Z>k__BackingField;
public double X {get {return <X>k__BackingField;}}
public double Y{get{return <Y>k__BackingField;}}
public double Z{get{return <Z>k__BackingField;}}
public Point3D(double X, double Y, double Z)
{
<X>k__BackingField = X;
<Y>k__BackingField = Y;
<Z>k__BackingField = Z;
}
public bool Equals(Point3D value)
{
return X == value.X && Y == value.Y && Z == value.Z;
}
public override bool Equals(object value)
{
Point3D value2;
return (value2 = (value as Point3D)) != null && Equals(value2);
}
public override int GetHashCode()
{
return ((1717635750 * -1521134295 + EqualityComparer<double>.Default.GetHashCode(X)) * -1521134295 + EqualityComparer<double>.Default.GetHashCode(Y)) * -1521134295 + EqualityComparer<double>.Default.GetHashCode(Z);
}
}
Using Records:
public class Demo
{
public void CreatePoint()
{
Point3D point3D = new Point3D(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.


var newPoint3D = 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#


type Greeter(name: string) = member this.SayHi() = printfn "Hi, %s" name


Scala


class Greeter(name: String) 
{
def SayHi() = println("Hi, " + name)
}


Kotlin


class Greeter(val name: String) 
{
fun sayhi()
{
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#


public class Greeter
{
private readonly string _name;
public Greeter(string name)
{
_name = name;
}
public void Greet()
{
Console.WriteLine($ "Hello, {_name}");
}
}


有了Records之后,我们可以将C#代码大大地减少了,


Public class Greeter(name: string) 
{
public void Greet()
{
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。


class Eq a where 
(==) :: 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.


interface Num<A> 
{
A Add(A a, A b);
A Mult(A a, A b);
A Neg(A a);
}
struct NumInt : Num<int>
{
public int Add(int a, int b) => a + b;
public int Mult(int a, int b) => a * b;
public int Neg(int a) => -a;
}


如果我们用Type Classes实现C# 功能会是这样


shape Num<A>    
{
A Add(A a, A b);
A Mult(A a, A b);
A Neg(A a);
}
instance NumInt : Num<int>
{
int Add(int a, int b) => a + b;
int Mult(int a, int b) => a * b;
int Neg(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:https://github.com/dotnet/csharplang/issues/164


public shape SGroup<T>      
{
static T operator +(T t1, T t2);
static T 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


public extension IntGroup of int: SGroup<int>    
{
public static int Zero => 0;
}


定义一个AddAll方法


public static AddAll<T>(T[] ts) where T: SGroup<T> // shape used as constraint 
{
var result = T.Zero; // Making use of the shape's Zero property
foreach (var t in ts) { result += t; } // Making use of the shape's + operator
return result;
}


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 <TKey,TValue>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 
var x = new Dictionary <string,int> () { { "foo", 4 }, { "bar", 5 }};

// C# 9
var x = ["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,


void Foo(params Span<int> 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


public struct Rational    
{
private long numerator;
private long denominator;
public Rational(long num, long denom)
{ /* Todo: Find GCD etc. */ }
public Rational(long num)
{
numerator = num;
denominator = 1;
}
public Rational() // This is not allowed
{
numerator = 0;
denominator = 1;
}
}


链接到StackOverflow示例:https://stackoverflow.com/questions/333829/why-cant-i-define-a-default-constructor-for-a-struct-in-net


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)]    
public ConsoleApp1.<Buffer>e__FixedBuffer_1024<DXGI_RGB> GammaCurve;

// Pack = 0 is the default packing and should result in indexable layout.
[CompilerGenerated, UnsafeValueType, StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 0)]
struct <Buffer>e__FixedBuffer_1024<T>
{
private T _e0;
private T _e1;
// _e2 ... _e1023
private T _e1024;
public ref T this[int index] => ref (uint)index <= 1024u ?
ref RefAdd<T>(ref _e0, index):
throw new IndexOutOfRange();
}


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:


interface I1
{
void M(int) { }
}
interface I2
{
void M(short) { }
}
interface I3
{
override void I1.M(int) { }
}
interface I4 : I3
{
void M2()
{
base(I3).M(0) // Which M should be used here? What does this do?
}
}


更多信息

https://github.com/dotnet/csharplang/issues/2337


https://github.com/dotnet/csharplang/blob/master/meetings/2019/LDM-2019-02-27.md


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.


原文 

https://www.c-sharpcorner.com/article/candidate-features-for-c-sharp-9/


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