c# 4.0(vs2010)新特性一览

终于静下心来仔细听了一遍Anders Hejlsberg（Visual Studio组的TECHNICAL FELLOW，C#的设计者之一）在PDC08上讲的“The Future of C#”（http://channel9.msdn.com/pdc2008/TL16/）。

回顾C#发展的历史，C#1.0完全是模仿Java，并保留了C/C++的一些特性如struct，新学者很容易上手；C#2.0加入了泛型，也与Java1.5的泛型如出一辙；C#3.0加入了一堆语法糖，并在没有修改CLR的情况下引入了Linq，简直是神来之笔，虽然很多项目出于各种各样如性能之类的原因没有采用，但非常适合小型程序的快速开发，减轻了程序员的工作量，也提高了代码的可读性；C#4.0增加了动态语言的特性，从里面可以看到很多javascript、python这些动态语言的影子。虽然越来越偏离静态语言的道路，但从另一个角度来说，这些特性也都是为了提高程序员的生产力。至于被接受与否，还是让时间来说话吧。 

PS：这里面还有一点版本号的小插曲——VS2008所对应的.Net Framework是3.5，C#是3.0，CLR是2.0，及其混乱，MS终于下决心在VS2010中把这三个版本号都统一成了4.0，于是CLR3不知所终……

 

Dynamically Typed Object

C#4.0加入了dynamic关键字，可以申明一个变量的static类型为dynamic（有点绕口）。

在3.0及之前，如果你不知道一个变量的类型，而要去调用它的一个方法，一般会用到反射：

object calc = GetCalculator();Type calcType = calc.GetType();object res = calcType.InvokeMember("Add",BindingFlags.InvokeMethod, null,new object[] { 10, 20 });int sum = Convert.ToInt32(res);

有了dynamic，就可以把上面代码简化为：

dynamic calc = GetCalculator();int sum = calc.Add(10, 20);

使用dynamic的好处在于，可以不去关心对象是来源于COM, IronPython, HTML DOM或者反射，只要知道有什么方法可以调用就可以了，剩下的工作可以留给runtime。下面是调用IronPython类的例子：

ScriptRuntime py = Python.CreateRuntime();dynamic helloworld = py.UseFile("helloworld.py");Console.WriteLine("helloworld.py loaded!");

dynamic也可以用在变量的传递中，runtime会自动选择一个最匹配的overload方法。

这里有一个demo：把一段javascript代码拷到C#文件中，将var改成dynamic，function改成void，再改一下构造函数的调用方式（new type()改为win.New.type()），去掉javascript中的win.前缀（因为这已经是C#的方法了），就可以直接运行了。

dynamic的实现是基于IDynamicObject接口和DynamicObject抽象类。而动态方法、属性的调用都被转为了GetMember、Invoke等方法的调用。

public abstract class DynamicObject : IDynamicObject{public virtual object GetMember(GetMemberBinder info);public virtual object SetMember(SetMemberBinder info, object value);public virtual object DeleteMember(DeleteMemberBinder info);   public virtual object UnaryOperation(UnaryOperationBinder info);public virtual object BinaryOperation(BinaryOperationBinder info, object arg);public virtual object Convert(ConvertBinder info);   public virtual object Invoke(InvokeBinder info, object[] args);public virtual object InvokeMember(InvokeMemberBinder info, object[] args);public virtual object CreateInstance(CreateInstanceBinder info, object[] args);   public virtual object GetIndex(GetIndexBinder info, object[] indices);public virtual object SetIndex(SetIndexBinder info, object[] indices, object value);public virtual object DeleteIndex(DeleteIndexBinder info, object[] indices);   public MetaObject IDynamicObject.GetMetaObject();}

Named and optional parameters

这似乎不是什么很难实现或很新颖的特性，只要编译器的支持就可以（VB很早就支持了）。估计加入的原因是群众的呼声太高了。

带有可选参数方法的声明：

public StreamReader OpenTextFile(string path,Encoding encoding = null,bool detectEncoding = true,int bufferSize = 1024);

命名参数必须在最后使用：

OpenTextFile("foo.txt", Encoding.UTF8, bufferSize: 4096);

顺序不限：

OpenTextFile(bufferSize: 4096, path: "foo.txt", detectEncoding: false);

Improved COM Interoperability

在C#中在调用COM对象如office对象时，经常需要写一堆不必要的参数：

object fileName = "Test.docx";object missing  = System.Reflection.Missing.Value;doc.SaveAs(ref fileName,ref missing, ref missing, ref missing,ref missing, ref missing, ref missing,ref missing, ref missing, ref missing,ref missing, ref missing, ref missing,ref missing, ref missing, ref missing);

4.0中就可以直接写成：

doc.SaveAs("Test.docx");

C#4.0对COM交互做了下面几方面的改进：

1. Automatic object -> dynamic mapping
2. Optional and named parameters
3. Indexed properties
4. Optional “ref” modifier
5. Interop type embedding (“No PIA”)

对第1点和第5点的简单解释如下：

在COM调用中，很多输入输出类型都是object，这样就必须知道返回对象的确切类型，强制转换后才可以调用相应的方法。在4.0中有了dynamic的支持，就可以在导入这些COM接口时将变量定义为dynamic而不是object，省掉了强制类型转换。

PIA（Primary Interop Assemblies）是根据COM API生成的.Net Assembly，一般体积比较大。在4.0中运行时不需要PIA的存在，编译器会判断你的程序具体使用了哪一部分COM API，只把这部分用PIA包装，直接加入到你自己程序的Assembly里面。

Co- and Contra-Variance

实在是不知道怎么翻译这两个词。

（感谢Ariex，徐少侠，AlexChen的提示，应翻译为协变和逆变，http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms173174(VS.80).aspx）

在C#中，下面的类型转换是非法的：

IList<string> strings = new List<string>();IList<object> objects = strings;

因为你有可能会这样做，而编译器的静态检查无法查出错误：

objects[0] = 5;string s = strings[0];

4.0中在声明generic的Interface及Delegate时可以加in及out关键字，如：

public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable{IEnumerator<T> GetEnumerator();}public interface IEnumerator<out T> : IEnumerator{bool MoveNext();T Current { get; }}

public interface IComparer<in T>{public int Compare(T left, T right);}

out关键字的意思是说IEnumerable<T>中T只会被用在输出中，值不会被改变。这样将IEnumerable<string>转为IEnumerable<object>类型就是安全的。

in的意思正好相反，是说IComparer<T>中的T只会被用在输入中，这样就可以将IComparer<object>安全的转为IComparer<string>类型。

前者被称为Co-Variance， 后者就是Contra-Variance。

.Net4.0中使用out/in声明的Interface：

System.Collections.Generic.IEnumerable<out T>System.Collections.Generic.IEnumerator<out T>System.Linq.IQueryable<out T>System.Collections.Generic.IComparer<in T>System.Collections.Generic.IEqualityComparer<in T>System.IComparable<in T>

Delegate：

System.Func<in T, …, out R>System.Action<in T, …>System.Predicate<in T>System.Comparison<in T>System.EventHandler<in T>

Compiler as a Service

4.0中增加了与编译器相关的API，这样就可以将字符串作为代码动态编译执行，跟javascript好像。

Video的最后，Anders做了一个很酷的demo，大概只用了二三十行代码，就实现了在控制台中直接执行C#语句，定义并调用函数，动态创建windows form，添加button等功能，看起来完全不逊色于Python，Ruby之类语言的控制台。

沉寂了n年之后，CLR终于要出新版本了，这回Jeffrey Richter大侠没有借口不出新版的CLR via C#了吧：）

Reference：

1. 视频： http://channel9.msdn.com/pdc2008/TL16/
2. PPT：http://mschnlnine.vo.llnwd.net/d1/pdc08/PPTX/TL16.pptx
3. 示例代码及文档（New features in C# 4.0）：http://code.msdn.microsoft.com/csharpfuture