C#（99）：C# 8.0 的新特性( NET Framework 4.8 与 Visual Studio 2019 )

 C#8.0 于 2019年4月 随 .NET Framework 4.8 与 Visual Studio 2019 一同发布

使用VS2019体检C#8.0新功能：

编辑.csproj文件，添加如下代码

<PropertyGroup>
  <LangVersion>preview</LangVersion>
 </PropertyGroup>

一、可空引用类型（Nullable reference types）

引用类型将会区分是否可空，可以从根源上解决 NullReferenceException。

#nullable enable
        void M(string? s)
        {
            Console.WriteLine(s.Length); // 产生警告：可能为 null
            if (s != null)
            {
                Console.WriteLine(s.Length); // Ok
            }
        }
#nullable disable

二、异步流（Async streams）

考虑到大部分 Api 以及函数实现都有了对应的 async版本，而 IEnumerable<T>和 IEnumerator<T>还不能方便的使用 async/await就显得很麻烦了。
  但是，现在引入了异步流，这些问题得到了解决。
  我们通过新的 IAsyncEnumerable<T>和 IAsyncEnumerator<T>来实现这一点。同时，由于之前 foreach是基于IEnumerable<T>和 IEnumerator<T>实现的，因此引入了新的语法await foreach来扩展 foreach的适用性。

async Task<int> GetBigResultAsync()
{
    var result = await GetResultAsync();
    if (result > 20) return result; 
    else return -1;
}

async IAsyncEnumerable<int> GetBigResultsAsync()
{
    await foreach (var result in GetResultsAsync())
    {
        if (result > 20) yield return result; 
    }
}

三、范围和下标类型（Ranges and indices）

C# 8.0 引入了 Index 类型，可用作数组下标，并且使用 ^ 操作符表示倒数。
  不过要注意的是，倒数是从 1 开始的。

Index i1 = 3;  // 下标为 3
Index i2 = ^4; // 倒数第 4 个元素
int[] a = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
Console.WriteLine($"{a[i1]}, {a[i2]}"); // "3, 6"

除此之外，还引入了 “..” 操作符用来表示范围（注意是左闭右开区间）。

var slice = a[i1..i2]; // { 3, 4, 5 }

关于这个下标从 0 开始，倒数从 1 开始，范围左闭右开。

四、模式匹配表达式（Switch expressions ）

典型的模式匹配语句，只不过没有用“match”关键字，而是沿用了了“switch”关键字

object figure = "";
var area = figure switch
{
    Line _ => 0,
    Rectangle r => r.Width * r.Height,
    Circle c => c.Radius * 2.0 * Math.PI,
    _ => throw new UnknownFigureException(figure)
};

C# 8.0中的模式匹配相对C# 7.0来说有了进一步的增强，对于如下类：

class Point
{
public int X { get; }
public int Y { get; }
public Point(int x, int y) => (X, Y) = (x, y);
public void Deconstruct(out int x, out int y) => (x, y) = (X, Y);
}

首先来看C# 7.0中一个经典的模式匹配示例：

static string Display(object o)
{
    switch (o)
    {
        case Point p when p.X == 0 && p.Y == 0:
            return "origin";
        case Point p:
            return $"({p.X}, {p.Y})";
        default:
            return "unknown";
    }
}

在C# 8.0中，它有更加精简的写法。

1、Switch表达式

在C# 8.0中，可以利用新的switch方式成模式匹配：

static string Display(object o) => o switch
{
    Point p when p.X == 0 && p.Y == 0 => "origin",
    Point p                           => $"({p.X}, {p.Y})",
    _                                 => "unknown"
};

它利用一条switch语句完成了模式匹配，第一样看上去要简洁一些。不过，它还有更多更简单的写法。

2、Property patterns

可以直接通过在属性上指定值作为判定条件，

static string Display(object o) => o switch
{
    Point { X: 0, Y: 0 } => "origin",
    Point p              => $"({p.X}, {p.Y})",
    _                    => "unknown"
};

也可以将属性值传递出来。

static string Display(object o) => o switch
{
    Point { X: 0, Y: 0 }         => "origin",
    Point { X: var x, Y: var y } => $"({x}, {y})",
    _                            => "unknown"
};

3、Positional patterns

利用解构函数，可以写出更加精简的表达式。

static string Display(object o) => o switch
{
    Point(0, 0)         => "origin",
    Point(var x, var y) => $"({x}, {y})",
    _                   => "unknown"
};

如果没有类型转换，则可以写得更加简单了：

static string Display(Point o) => o switch
{
    (0, 0)         => "origin",
    (var x, var y) => $"({x}, {y})"
};

4、非空判断

如果只是判断空和非空，则有最简单的模式：

{ }  => o.ToString(),
null => "null"

5、Tuple patterns

也支持直接对ValueTuple进行模式匹配，用起来非常灵活。

static State ChangeState(State current, Transition transition, bool hasKey) =>
    (current, transition, hasKey) switch
{
    (Opened, Close, _)     => Closed,
    (Closed, Open,  _)     => Opened,
    (Closed, Lock, true)   => Locked,
    (Locked, Unlock, true) => Closed,
    _ => throw new InvalidOperationException($"Invalid transition")
};

五、递归模式语句（recursive patterns）

现在可以这么写了（patterns 里可以包含 patterns）

IEnumerable<string> GetEnrollees()
{
    foreach (var p in People)
    {
        if (p is Student { Graduated: false, Name: string name }) yield return name;
     }
 }