C# 7.0 語言新特性

　　下面是關於在C＃7.0語言中計劃功能的說明。其中大部分功能在Visual Studio “15” Preview 4中能運行。現在是最好的試用時期，請記錄下你們的想法。

　　C＃7.0語言增加了許多的新功能，促使專註於資料消費，簡化代碼和效能。

　　或許最大的特徵是元組（tuples） ，使得它易於有多個結果，並從而簡化代碼是以對資料的形狀為條件的模式比對。但也有許多其他的一些功能希望將它們結合起來，讓代碼運行更高效，更明確，從而獲得更多的創造性。如果有哪些運行不是你想要的或者有想改進的功能，在Visual Studio的視窗頂部使用“send feedback”功能將結果反饋給我們。在我所描述的許多功能在Preview 4還沒有辦法充分運行，根據使用者的反饋結果，我們將在發布最終版是增加些新的功能。而必須要指出的是，現有計劃中的一些功能在最終版也可能會有所改變或取消。

　　如果你對這個功能設定感興趣並想學習它，在Roslyn GitHub site上可以找到許多的設計說明和相關討論。

　　輸出（out）變數

　　目前在C＃中，使用out參數並不像我們想象中那麼流暢。在使用out參數調用方法時，你首先必須聲明變數傳遞給它。雖然你通常不會初始化這些變數（他們將通過該方法後所有被覆蓋），也不能使用VAR來聲明他們，但是需要指定完整的類型：

public void PrintCoordinates(Point p){    int x, y; // have to "predeclare"    p.GetCoordinates(out x, out y);    WriteLine($"({x}, {y})");}

　　在C＃7.0，我們增加了Out變數，作為out參數傳遞的點來聲明一個變數權：

public void PrintCoordinates(Point p){    p.GetCoordinates(out int x, out int y);    WriteLine($"({x}, {y})");}

　　需要注意的是，變數是在封閉區塊範圍內，所以後續可以使用它們。大多數類型的語句不建立自己的適用範圍，因此out變數通常在聲明中被引入到封閉範圍。

注：在Preview 4中，適用範圍規則更為嚴格：out變數的範圍為它們在聲明的說法。因此，上面的例子不會在後續的版本中使用。

　　由於out變數直接聲明作為參數傳遞給out參數，編譯器通常可以告知類型（除非有衝突的過載）。所以這是很好用VAR，而不是一個類型來聲明它們：

p.GetCoordinates(out var x, out var y);

　　out參數的一個常見的用途是Try...模式，其中out參數一個boolean return表示成功，out參數進行得到的結果：

public void PrintStars(string s){    if (int.TryParse(s, out var i)) { WriteLine(new string('*', i)); }    else { WriteLine("Cloudy - no stars tonight!"); }}

注：Preview 4處理的比較好的地方在於只是用if語句定義它。

　　計劃允許“wildcards”作為out參數以及在*的形式，忽視不重要的out參數：

p.GetCoordinates(out int x, out *); // I only care about x

註：wildcards能否把它變成C#7.0還是個未知數。

　　模式比對

　　C# 7.0 引入了模式的概念，抽象地說，這是一種文法成分可以用來測試一個值是否有一個一定的“形”以及在它起作用時從值裡面擷取到的額外資訊。

　　下面是 C# 7.0 中關於模式的例子：

• c 的常量模式（c 是C#中的一個常量運算式），用於測試輸入的參數是否和 c 相等

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• T x 的類型模式（T 是一個類型，x 是一個標識符），用於測試輸入的參數是否有類型 T，如果有，提取輸入參數的值到一個 T 類型的新 x 變數中。

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• var x 變數模式（x 是一個標識符），通常會匹配並簡單地將輸入參數的值放進一個新變數 x 中

　　這是個開始，模式是一種新的 C# 語言元素，而且我們將來可以把它們更多地增加到 C# 中。

　　在 C# 7.0 中，我們正在使用模式以增強兩種已存在的語言結構：

• is 運算式現在在右邊可以有一個模式，而不只是一個類型

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• case 子句在 switch 語句中現在可以通過模式比對，而不僅僅是常量值

　　在將來的C#中，我們或許會增加更多能使用模式的地方。

　　帶模式的 Is 運算式

　　這是一個使用帶有常量模式和類型模式的 is 運算式的例子：

public void PrintStars(object o){    if (o is null) return;     // constant pattern "null"    if (!(o is int i)) return; // type pattern "int i"    WriteLine(new string('*', i));}

　　正如你所看到的，模式變數（變數通過模式引入）與先前描述的 out 變數有些類似，他們可以在運算式中被聲明，而且可以在它們最近的周圍範圍內被使用。也像 out 變數那樣，模式變數是易變的，

注: 就像 out 變數一樣，嚴格的範圍規則適用於 Preview 4.

　　模式和 Try 方法通常會一起出現:

if (o is int i || (o is string s && int.TryParse(s, out i)) { /* use i */ }

　　帶模式的 Switch 語句

　　我們正在泛化 switch 語句，因此：

• 你可以在任何類型上使用 switch（不僅僅是原始類型）

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• 可以在 case 子句中使用模式

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• Case 子句可以擁有額外的條件

　　這裡是一個簡單的例子：

switch(shape){    case Circle c:        WriteLine($"circle with radius {c.Radius}");        break;    case Rectangle s when (s.Length == s.Height):        WriteLine($"{s.Length} x {s.Height} square");        break;    case Rectangle r:        WriteLine($"{r.Length} x {r.Height} rectangle");        break;    default:        WriteLine("<unknown shape>");        break;    case null:        throw new ArgumentNullException(nameof(shape));}

　　有幾件關於這個新擴充的 switch 語句的事需要注意：

• case 子句的順序現在很重要：就像 catch 子句，case 子句不再是必然不相交的，第一個子句匹配的將被選擇。因此這裡重要的是上面代碼中 square case 比 rectangle case 來得要早。也是和 catch 子句一樣，編譯器會通過標記明顯不能到達的情況來協助你。在這之前，你永遠無法知道評價的順序，所以這不是一個重大改變的特性。

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• 預設子句總是最後被評價：即使上面代碼中 null 子句是最後才來，它會在預設子句被選擇前被檢查。這是為了與現有 switch 語義相相容。然而，好的做法通常會讓你把預設子句放到最後。

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• null 子句在最後不可到達：這是因為類型模式遵循當前的 is 運算式的例子並且不會匹配空值。這保證了空值不會偶然被任何的類型模式捎來第一搶購。你必須更明確如何處理它們（或為預設子句留下他們）。

　　通過 case ...: 標籤引入的模式變數僅存在於相對應的 switch 部分的範圍內。

　　元組

　　這是常見的希望從一個方法返回多個值的做法。目前可用的選項不是最佳的：

• Out 參數。使用笨拙（即便有上面描述到的提升），它們不使用非同步方法運行。

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• System.Tuple<...> 傳回型別。使用累贅並且需要一個元組對象的分配。

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• 為每個方法定製傳輸類型：大量的代碼為了類型開銷的目的僅是臨時收集一些值

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• 匿名型別通過返回一個 dynamic 傳回型別。高效能開銷並且沒有靜態類型檢查。

　　為了在這方面做得更好，C# 添加了tuple types 和 tuple literals:

(string, string, string) LookupName(long id) // tuple return type{    ... // retrieve first, middle and last from data storage    return (first, middle, last); // tuple literal}

　　這個方法目前有效地返回三個字串，將其作為元素在元群組類型裡包裹起來。

　　方法的調用者將會接受到一個元組，並且可以逐一訪問元素。

var names = LookupName(id);WriteLine($"found {names.Item1} {names.Item3}.");

　　Item1 等等，是元組元素的預設名字，並能夠經常被使用。但它們不是太好描述的，因此你可以選擇性地添加更好的一個。

(string first, string middle, string last) LookupName(long id) // tuple elements have names

　　現在元組的接受者擁有更多的可描述的名字用於運行：

var names = LookupName(id);WriteLine($"found {names.first} {names.last}.");

　　你也可以在 tuple literals 中直接指定名字：

return (first: first, middle: middle, last: last); // named tuple elements in a literal

　　通常來說，你可以互相分配元群組類型無關的名字，只要獨立的元素是可以被分配的，元群組類型會自如 轉換成其他元群組類型。特別是對於 tuple literals ，存在一些限制，這會警告或提示在常見的錯誤的情況下提示，例如偶然交換元素的名字。

注意：這些限制還沒在 Preview 4 中實現

　　元組是實值型別，而且他們的元素只是公開、易變的域。他們的值相等，代表這兩個元組是相等的（都有相同的哈斯碼）如果它們的元素都結對匹配（都有相同的哈斯碼）。

　　這使得元組對於在多種傳回值下的很多情況十分有用。舉例來說，如果你需要一個有多種鍵的詞典，使用元組作為你的鍵，然後一切東西就會如常工作。如果你需要在每個位置有一個有多種值的列表，使用元組，尋找列表等等，程式會正常運行。

注意：元組依賴一系列底層類型，它們在 Preview 4 中不被引入。為了將來的工作，你可以通過 NuGget 輕易擷取它們： 在 Solution Explorer 中右鍵點擊項目，並選擇“Manage NuGet Packages…” 選擇“Browse”選項卡，檢查“Include prerelease” 並且選擇“nuget.org”作為“Package source” 搜尋“System.ValueTuple”並安裝它

　　解構

　　另一種消除元組（tuple）的方法是解構元組。通過一個解構聲明文法，把一個元組（或者其他的值）拆分為幾部分，並且重新定義為新的變數。

(string first, string middle, string last) = LookupName(id1); // deconstructing declarationWriteLine($"found {first} {last}.");

　　在解構中可採用var關鍵字：

(var first, var middle, var last) = LookupName(id1); // var inside

　　或者把var關鍵字提取出來，在括弧外：

var (first, middle, last) = LookupName(id1); // var outside

　　你也可以通過解構賦值來解構一個現有變數：

(first, middle, last) = LookupName(id2); // deconstructing assignment

　　不僅僅元組可以被解構，任何類型都可以被解構，只要有一個對應的（實體或者擴充）解構方法：

public void Deconstruct(out T1 x1, ..., out Tn xn) { ... }

　　輸出參數由解構之後的結果值構成。

　　（為什麼採用資料參數代替返回一個元組？這樣，你可以重載多個不同的數值）

class Point{    public int X { get; }    public int Y { get; }    public Point(int x, int y) { X = x; Y = y; }    public void Deconstruct(out int x, out int y) { x = X; y = Y; }}(var myX, var myY) = GetPoint(); // calls Deconstruct(out myX, out myY);

　　這將成為一種常見模式，包含解構函式和“對稱”解析：

　　針對輸出變數，我們計劃在解構中允許使用“萬用字元”：

(var myX, *) = GetPoint(); // I only care about myX

註：仍然還沒有確定是否將萬用字元引入C# 7.0中。

　　局部函數

　　有時，一個輔助函數只在一個使用它的單一方法內部有意義。現在你可以在其他功能體內部聲明這些函數作為一個局部函數：

public int Fibonacci(int x){    if (x < 0) throw new ArgumentException("Less negativity please!", nameof(x));    return Fib(x).current;    (int current, int previous) Fib(int i)    {        if (i == 0) return (1, 0);        var (p, pp) = Fib(i - 1);        return (p + pp, p);    }}

　　參數和閉合區間局部變數可用在局部函數內，類似lambda運算式。

　　舉一個例子，方法實現迭代器通常需要嚴格檢查調用時非迭代器封裝方法。（迭代器本身沒有運行，只到調用MoveNext 才會運行）。局部函數在這種情況下是完美的：

public IEnumerable<T> Filter<T>(IEnumerable<T> source, Func<T, bool> filter){    if (source == null) throw new ArgumentNullException(nameof(source));    if (filter == null) throw new ArgumentNullException(nameof(filter));    return Iterator();    IEnumerable<T> Iterator()    {        foreach (var element in source)         {            if (filter(element)) { yield return element; }        }    }}

　　如果迭代器是一個私人方法的下一個過濾器，它將有可能被其他成員不小心使用（沒有參數檢查）。此外，作為過濾器，它將需要採取所有的相同的參數，而不是指定域內的參數。

註：在Preview 4版本中，本地函數必須在它們被調用之前聲明。這個限制將被放鬆，能調用讀取直接賦值的局部變數。

　　Literal 改進

　　C# 7.0 允許使用“_”作為數字分隔字元在數字literals中：

var d = 123_456;var x = 0xAB_CD_EF;

　　你可以把它放在你想要的位置，提升可讀性。這樣對數值沒有任何影響。

　　此外，C# 7.0也介紹了二進位literals，這樣你可以直接指定二進位模式而不必知道十六進位符號。

var b = 0b1010_1011_1100_1101_1110_1111;

　　Ref 返回和本地

　　就像你可以通過reference（用ref修飾符）在C＃中傳遞東西，您現在可以通過reference return 他們，並通過 reference將它們儲存在局部變數中。

public ref int Find(int number, int[] numbers){    for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)    {        if (numbers[i] == number)         {            return ref numbers[i]; // return the storage location, not the value        }    }    throw new IndexOutOfRangeException($"{nameof(number)} not found");}int[] array = { 1, 15, -39, 0, 7, 14, -12 };ref int place = ref Find(7, array); // aliases 7's place in the arrayplace = 9; // replaces 7 with 9 in the arrayWriteLine(array[4]); // prints 9

　　這對繞過預留位置成為大資料結構是非常有用的。舉例來說，一個遊戲可能會在一個大的預分配數組結構中儲存其資料（為避免垃圾收集暫停）。Methods 可以直接返回一個 reference 到這樣一個結構，且通過調用者可以讀取和修改它。

　　這裡有一些限制，以確保這是安全的：

• 你可以只返回 refs 那些是 “安全返回（safe to return）”的:那些被傳遞給你的，和那些點到對象的欄位。

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• Ref locals被初始化為某一儲存位置，並且不能突變到指向另一個。

　　廣義非同步傳回型別

　　截至目前為止，在C＃調用非同步方法呼叫必須要返回void，Task或Task<T>。C＃7.0允許以這樣的方式來定義其它類型，從而使它們可以從非同步方法呼叫返回。

　　例如，我們計劃有一個ValueTask<T>結構類型。它是建立在預防Task<T> 對象的分配時，非同步作業的結果是已在可等候的時間的情況下。對於很多非同步情境，比如以涉及緩衝為例， 這可以大大減少分配的數量，並使效能有顯著提升。

　　這裡有許多其他的方法可以讓您想象自訂“task-like”類型是有用的。它不會是簡單的正確建立，所以我們不要指望大多數人推出自己的，但他們很可能將會開始在架構和API展現出來，然後調用方可以返回並await他們今天做任務（Tasks）的方式。

註：廣義非同步傳回型別尚未應用在預覽4。

　　更多 Expression-bodied 方法

　　Expression-bodied 方法、屬性等都是C# 6.0的重大突破，但並不允許他們在各種各樣的member中使用，C#7.0添加了訪問器、建構函式和終結器等，使更多member可以使用Expression-bodied 方法：

class Person{    private static ConcurrentDictionary<int, string> names = new ConcurrentDictionary<int, string>();    private int id = GetId();    public Person(string name) => names.TryAdd(id, name); // constructors    ~Person() => names.TryRemove(id, out *);              // destructors    public string Name    {        get => names[id];                                 // getters        set => names[id] = value;                         // setters    }}

註：這些額外的Expression-bodied 方法還沒有工作在預覽4。

　　這是一個由社區貢獻的特徵，而非微軟C#團隊。並且，開源！

　　在運算式的中間拋出一個異常是很容易的，只需要為你自己調用一個方法，但在C#7.0中我們允許在一些地方直接拋出運算式：

class Person{    public string Name { get; }    public Person(string name) => Name = name ?? throw new ArgumentNullException(name);    public string GetFirstName()    {        var parts = Name.Split(" ");        return (parts.Length > 0) ? parts[0] : throw new InvalidOperationException("No name!");    }    public string GetLastName() => throw new NotImplementedException();}

註：拋出運算式還未在預覽4工作。

　　本文地址：http://www.oschina.net/translate/whats-new-in-csharp-7-0

　　原文地址：https://blogs.msdn.microsoft.com/dotnet/2016/08/24/whats-new-in-csharp-7-0/