c# 4.0新特性一覽

終於靜下心來仔細聽了一遍Anders Hejlsberg（Visual Studio組的TECHNICAL FELLOW，C#的設計者之一）在PDC08上講的“The Future of C#”（http://channel9.msdn.com/pdc2008/TL16/）。

回顧C#發展的曆史，C#1.0完全是模仿Java，並保留了C/C++的一些特性如struct，新學者很容易上手；C#2.0加入了泛型，也與Java1.5的泛型如出一轍；C#3.0加入了一堆文法糖，並在沒有修改CLR的情況下引入了Linq，簡直是神來之筆，雖然很多項目出於各種各樣如效能之類的原因沒有採用，但非常適合小型程式的快速開發，減輕了程式員的工作量，也提高了代碼的可讀性；C#4.0增加了動態語言的特性，從裡面可以看到很多javascript、python這些動態語言的影子。雖然越來越偏離靜態語言的道路，但從另一個角度來說，這些特性也都是為了提高程式員的生產力。至於被接受與否，還是讓時間來說話吧。

PS：這裡面還有一點版本號碼的小插曲——VS2008所對應的.Net Framework是3.5，C#是3.0，CLR是2.0，及其混亂，MS終於下決心在VS2010中把這三個版本號碼都統一成了4.0，於是CLR3不知所終……

Dynamically Typed Object

C#4.0加入了dynamic關鍵字，可以申明一個變數的static類型為dynamic（有點繞口）。

在3.0及之前，如果你不知道一個變數的類型，而要去調用它的一個方法，一般會用到反射：

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，就可以把上面代碼簡化為：

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

使用dynamic的好處在於，可以不去關心對象是來源於COM, IronPython, HTML DOM或者反射，只要知道有什麼方法可以調用就可以了，剩下的工作可以留給runtime。下面是調用IronPython類的例子：

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

dynamic也可以用在變數的傳遞中，runtime會自動選擇一個最匹配的overload方法。

這裡有一個demo：把一段javascript代碼拷到C#檔案中，將var改成dynamic，function改成void，再改一下建構函式的調用方式（new type()改為win.New.type()），去掉javascript中的win.首碼（因為這已經是C#的方法了），就可以直接運行了。

dynamic的實現是基於IDynamicObject介面和DynamicObject抽象類別。而動態方法、屬性的調用都被轉為了GetMember、Invoke等方法的調用。

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

這似乎不是什麼很難實現或很新穎的特性，只要編譯器的支援就可以（VB很早就支援了）。估計加入的原因是群眾的呼聲太高了。

帶有選擇性參數方法的聲明：

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

具名引數必須在最後使用：

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

順序不限：

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

Improved COM Interoperability

在C#中在調用COM對象如office對象時，經常需要寫一堆不必要的參數：

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中就可以直接寫成：

doc.SaveAs("Test.docx");

C#4.0對COM互動做了下面幾方面的改進：

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

對第1點和第5點的簡單解釋如下：

在COM調用中，很多輸入輸出類型都是object，這樣就必須知道返回對象的確切類型，強制轉換後才可以調用相應的方法。在4.0中有了dynamic的支援，就可以在匯入這些COM介面時將變數定義為dynamic而不是object，省掉了強制類型轉換。

PIA（Primary Interop Assemblies）是根據COM API產生的.Net Assembly，一般體積比較大。在4.0中運行時不需要PIA的存在，編譯器會判斷你的程式具體使用了哪一部分COM API，只把這部分用PIA封裝，直接加入到你自己程式的Assembly裡面。

Co- and Contra-Variance

實在是不知道怎麼翻譯這兩個詞。

（感謝Ariex，徐少俠，AlexChen的提示，應翻譯為協變和逆變，http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/ms173174(VS.80).aspx）

在C#中，下面的類型轉換是非法的：

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

因為你有可能會這樣做，而編譯器的靜態檢查無法查出錯誤：

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

4.0中在聲明generic的Interface及Delegate時可以加in及out關鍵字，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關鍵字的意思是說IEnumerable<T>中T只會被用在輸出中，值不會被改變。這樣將IEnumerable<string>轉為IEnumerable<object>類型就是安全的。

in的意思正好相反，是說IComparer<T>中的T只會被用在輸入中，這樣就可以將IComparer<object>安全的轉為IComparer<string>類型。

前者被稱為Co-Variance， 後者就是Contra-Variance。

.Net4.0中使用out/in聲明的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中增加了與編譯器相關的API，這樣就可以將字串作為代碼動態編譯執行，跟javascript好像。

Video的最後，Anders做了一個很酷的demo，大概只用了二三十行代碼，就實現了在控制台中直接執行C#語句，定義並調用函數，動態建立windows form，添加button等功能，看起來完全不遜色於Python，Ruby之類語言的控制台。

 

沉寂了n年之後，CLR終於要出新版本了，這回Jeffrey Richter大俠沒有借口不出新版的CLR via C#了吧：）

 

Reference：

1. 視頻： http://channel9.msdn.com/pdc2008/TL16/
2. PPT：http://mschnlnine.vo.llnwd.net/d1/pdc08/PPTX/TL16.pptx
3. 範例程式碼及文檔（New features in C# 4.0）：http://code.msdn.microsoft.com/csharpfuture