Build 2018大会：C#的未来

语言 微软 C# Build

摘要

在C#的未来特性清单上，排在第一位的是可空引用类型。但是，已经公开的特性还包括对模式匹配、数组切片、异步迭代、默认接口方法甚至是记录等的增强。

正文

在C#的未来特性清单上，排在第一位的是可空引用类型。我们第一次报道这个特性是在去年，这里我们简要的回顾一下：所有的引用变量、参数和字段默认都是非空的。然后，和值类型一样，如果你希望它们可以为空，你就必须在类型名上加一个问号（？）来显式说明。

这会是一项可选特性，目前的想法是，对于将升级到C# 8的现有项目，可空引用类型特性是关闭的。对于新项目，微软倾向于默认开启这项特性。

警告会进一步分成潜在错误和表面警告。例如，如果p.MiddleName是一个string?，那么下面这行代码会是一个表面警告：

string middleName = p.MiddleName;

由于危险只会出现在值解引用的时候，所以这种对局部变量的赋值并不是一个真正的问题。因此，你可以在遗留代码上禁用这个警告，以减少误报数量。

同样，早于这项特性的库也不会触发警告，因为编译器不知道一个指定的参数是否应该视为可空的。

GitHub上提供了可空引用类型的预览。

Switch表达式

Switch块通常用于简单地返回单个值。在这个常见的场景中，其语法比实际完成的工作要复杂得多。考虑下下面这个使用模式匹配的例子：

static string M(Person person)
{
    switch (person)
    {
        case Professor p:
            return $"Dr. {p.LastName}";
            case Studen s:
                return $"{s.FirstName} {s.LastName} ({s.Level})";
        default:
            return $"{person.FirstName} {person.LastName}";
    }
}

在新的提案中，反复出现的case和return语句可以省掉，其结果是下面这种更新、更紧凑的语法：

static string M(Person person)
{
    return person switch
    {
        Professor p => $"Dr. {p.LastName}",
            Student s => $"{s.FirstName} {s.LastName} ({s.Level})",
        _ => $"{person.FirstName} {person.LastName}"
    };
}

具体的语法还在讨论之中。例如，现在还不确定这个特性是要使用=>还是:分割模式表达式和返回值。

Property模式匹配

当前，可以通过when子句执行Property层的模式匹配。

case Person p when p.LastName == "Cambell" : return $"{p.FirstName} is not enrolled";

借助“Property模式”，上述代码就简化为：

case Person { LastName: "Cambell"} p : return $"{p.FirstName} is not enrolled";

变化很小，但却让代码更清晰，也去掉了一些冗余的变量名称。

从模式中提取Property

更进一步，你可以在模式中声明变量：

case Person { LastName: "Cambell", FirstName: var fn} p : return $"{fn} is not enrolled";

模式中的“解构器（Deconstructor）”

解构器用于把对象解构成其组成部分。它主要用于从元组多重赋值。在C# 7.3中，你还可以把解构器和模式匹配一起使用。

在下面的例子中，Person类被解构成{FirstName, MiddleName, LastName}。由于我们不使用MiddleName，所以我们使用一条下划线来跳过这个属性：

case Person ( var fn, _, "Cambell" ) p : return $"{fn} is not enrolled";

递归模式

下一个模式，假设Student类解构成{FirstName, MiddleName, LastName, Professor}。我们可以同时解构Student对象及其子类Professor对象。

case Student ( var fn, _, "Cambell", var (_, _, ln) ) p : return $"{fn} is enrolled in {ln}’s class";

在这行代码中，我们：

1. 把student.FirstName提取到fn
2. 跳过student.MiddleName
3. 把student.LastName匹配成“Cambell”
4. 跳过student.Professor.FirstName和student.Professor.MiddleName
5. 把student.Professor.LastName提取到ln

GitHub上提供了递归模式匹配的预览。

索引表达式

索引表达式消除了在使用类数组数据结构时的大部分冗长（易出错）的语法。

帽子操作符（^）从列表尾部开始计数。例如，要获取字符串的最后一个值可以这样写：

var lastCharacter = myString[myString.Length-1];

或者简单地写成：

var lastCharacter = myString[^1];

该特性适用于计算值，如：

Index nextIndex = ^(x + 1);
var nextChar = myString[nextIndex]

范围表达式

范围表达式和索引表达式密切相关，用（..）操作符表示。下面是一个简单的例子，获取字符串中的前三个字符：

var s = myString.Substring[0..2];

范围表达式可以结合索引表达式一起使用。在下面这行代码中，我们跳过了第一个和最后一个字符。

var s = myString.Substring(1..^1);

范围表达式也适用于Span。

Span<int> slice = myArray[4…8];

注意，第一个数值包含，第二个数值不包含。因此，变量slice包含元素4、5、6、7。

要获取一个切片，包含从某个索引值往后的所有元素，有两种方法：

Span<int> rest = myArray[8..];
Span<int> rest = myArray[8..^0];

类似地，你可以省略第一个索引：

Span<int> firstFour = myArray[..4];

不用觉得奇怪，这个语法主要是受Python启发，主要的区别是C#不能使用-1表示数组末尾索引，因为那在.NET数组中已经有一个意思了。因此，我们使用^1语法代替。

GitHub上提供了索引和范围的预览。

IAsyncDisposable

顾名思义，该接口允许对象暴露一个DisposeAsync方法。与此对应的是新语法“using async”，它和普通的using块一样，但增加了等待dispose调用的功能。

异步枚举

和IEnumerable类似，IAsyncEnumerable让你可以枚举一个长度未知的有限列表。不过，配备的枚举器看上去有轻微的差别。它暴露了两个方法：

Task<bool> WaitForNextAsync();
T TryGetNext(out bool success);

该接口有一个有趣的特性，就是允许你批量读取数据。你针对批次中的每一个数据项调用TryGetNext方法。当返回success=false时，你可以调用WaitForNextAsync获取一个新的批次。

这之所以重要，是因为大多数进入应用程序的数据要么是按批次，要么是从网络流入。当你调用TryGetNext时，数据大多数时候都已经是可用的。分配一个Task对象有点浪费，除非你用完了输入缓冲区中的数据，并且仍然希望能够异步等待更多数据。

在理想情况下，你不会经常直接使用这些接口。取而代之，微软希望你使用异步迭代器语法“foreach await”，我们去年预览过。它会根据需要处理同步或异步方法的调用。

默认接口方法

这个灵感来自Java、颇具争议的特性仍然被考虑加入C# 8中。简单来说，它让你可以添加新方法及其实现，达到接口演化的目的。这样，新方法不会破坏向后兼容性。

记录

记录是一种快速创建不可变类的语法。我们第一次看到这个提案是在2014年。当前的例子如下：

class Person(string FirstName, string LastName);

从根本上说，它完全是一个由构造函数签名定义的类。对于一个不可变类，你想要的所有属性和方法都是自动生成的。

查看英文原文：Build 2018: The Future of C#