Führen Sie Sie durch C#7-Feature-Code-Beispiele

Führt Sie durch C#7-Feature-Code-Beispiele:

Tupelwerttyp

.NET bietet einen Tupeltyp, bei der Verwendung in C# treten jedoch verschiedene Probleme auf. Da es sich bei dem Tupeltyp um einen Referenztyp handelt, können Sie wahrscheinlich den GC-Aufwand vermeiden, der durch die Verwendung in leistungsempfindlichem Code entsteht. Gleichzeitig sind Tupeltypen unveränderlich, was zwar die gemeinsame Nutzung zwischen Threads sicherer macht, aber auch bedeutet, dass bei jeder Änderung ein neues Objekt zugewiesen werden muss.

Um dieses Problem zu lösen, stellt C# 7 ein Tupel von Werttypen bereit. Dies ist ein veränderlicher Typ, der für Code, der Wert auf Leistung legt, effizienter ist. Als Werttyp erstellt er außerdem bei jeder Zuweisung eine Kopie, sodass das Risiko von Multithreading-Problemen gering ist.

Sie können ein Tupel mit der folgenden Syntax erstellen:

var result = (5, 20);

Sie können die Werte im Tupel auch benennen, was nicht erforderlich ist, aber den Code lediglich lesbarer macht.

var result = (count: 5, sum: 20);

Sie denken vielleicht: „Tolles Feature, aber ich kann es selbst schreiben.“ Aber das nächste Feature ist das Highlight.

Mehrere Rückgabewerte

In C-ähnlichen Sprachen ist die Rückgabe zweier Werte von einer Funktion immer mühsam. Sie können das Ergebnis nur in eine Struktur kapseln oder Ausgabeparameter verwenden. Wie viele funktionale Programmiersprachen wählt C# den ersten Weg, um Ihnen diese Funktion bereitzustellen:

(int, int) Tally (IEnumerable<int> list)

Wie Sie sehen, gibt es hier ein grundlegendes Problem bei der Verwendung generischer Tupel: Wir haben keine Möglichkeit zu wissen, was jedes Feld tut. Daher beschließt C#, das Ergebnis über einen Compiler-Trick zu benennen:

(int Count, int Sum) Tally (IEnumerable<int> list)

Wir müssen hier einen Punkt hervorheben: C# generiert keinen neuen anonymen Typ. Sie erhalten immer noch ein Tupel, aber der Compiler geht davon aus, dass seine Eigenschaften Count und Sum anstelle von Item1 und Item2 sind. Daher sind die folgenden Codezeilen äquivalent:

var result = Tally(list);
Console.WriteLine(result.Item1);
Console.WriteLine(result.Count);

Bitte beachten Sie, dass wir noch keine Mehrfachzuweisungssyntax haben. Wenn diese Syntax endgültig implementiert ist, könnte ihre Verwendung wie folgt aussehen:

(count, sum) = Tally(list);

Neben der Bereitstellung einfacher Funktionsfunktionen spiegelt sich der Nutzen mehrerer Rückgabewerte auch beim Schreiben von asynchronem Code wider, da Out-Parameter in asynchronen Funktionen nicht zulässig sind.

Mustervergleich: Verbesserte Switch-Syntaxblöcke

Die häufigste Beschwerde von VB- und funktionalen Programmierern über C# ist, dass die Switch-Anweisung in C# über eine sehr eingeschränkte Funktionalität verfügt. VB-Entwickler möchten in der Lage sein, Bereichsvergleiche durchzuführen, während Entwickler, die mit F# oder Haskell vertraut sind, in der Lage sein möchten, zerlegte Mustervergleiche zu verwenden. C# beabsichtigt, beide Funktionen bereitzustellen.

Beim Musterabgleich mit einem Typ können Sie eine Variable erstellen, die das Ergebnis der Umwandlung enthält. Wenn Sie beispielsweise die switch-Anweisung für ein System.Object verwenden, können Sie den folgenden Code schreiben:

case int x:

Wenn das Objekt einen numerischen Typ hat, wird der Variablen x ein Wert zugewiesen. Andernfalls prüft das Programm den nächsten Case-Anweisungsblock in der Reihenfolge von oben nach unten. Wenn Sie Ihre Übereinstimmung genauer festlegen möchten, können Sie auch einen Bereichscheck verwenden:

case int x when x > 0:
case int y:

Wenn das Objekt in diesem Beispiel eine positive Ganzzahl ist, wird der x-Codeblock ausgeführt. Wenn das Objekt 0 oder eine negative Ganzzahl ist, wird der y-Codeblock ausgeführt.

Wenn Sie nach Nullwerten suchen müssen, verwenden Sie einfach die folgende Syntax:

case null;

Mustervergleich: Zerlegung

Bisher haben wir nur einige inkrementelle Verbesserungen bestehender Funktionen in VB gezeigt. Die wahre Stärke des Mustervergleichs liegt in der Zerlegung, die ein Objekt vollständig zerlegen kann:

if (person is Professor {Subject is var s, FirstName is "Scott"})

Dieser Code erreicht zwei Dinge:

1. Es erstellt eine lokale Variable s und weist ihr den Wert ((Professor)person).Subject zu.

3. Es führt eine Gleichheitsprüfung ((Professor)person).FirstName == „Scott“ durch.

Wenn es in C# 6-Code umgeschrieben wird, sieht es so aus:

var temp = person as Professor;
if (temp != null && temp.FirstName == "Scott")
{
    var s = temp.Subject

In der endgültigen Version erwarten wir beide Verbesserungen an den Switch-Blöcken.

Rückgabe per Referenz

Die Übergabe einer großen Datenstruktur per Referenz ist viel schneller als die Übergabe per Wert, die eine Kopie der gesamten Struktur erfordert. Ebenso kann die Rückgabe eines Verweises auf eine große Datenstruktur die Geschwindigkeit verbessern.

In Sprachen wie C können Sie über einen Zeiger einen Verweis auf eine Struktur zurückgeben. Dieser Ansatz führt zu einem häufigen Problem: Der Speicher, auf den der Zeiger zeigt, wurde möglicherweise aus irgendeinem Grund zurückgefordert.

C# vermeidet dieses Problem durch die Verwendung einer Referenz, bei der es sich um einen Zeiger mit angehängten Regeln handelt. Die wichtigste Regel ist, dass Sie keinen Verweis auf eine lokale Variable zurückgeben können. Wenn Sie dies versuchen, ist der Zugriff auf die Stapelinformationen, auf die die Variable verweist, bei der Rückkehr der Funktion nicht mehr möglich.

在微软的展示代码中，它所返回的引用指向一个数组中的某个结构。由于它实质上是指向数组中某个元素的指针，因此随后可以对数组本身进行修改。举例来说：

var x = ref FirstElement(myArray)
x = 5; //MyArray[0] now equals 5

这一语法的用例是对性能高度敏感的代码，在大多数应用中都无需使用这一特性。

二进制字面值（Binary Literals）

此次发布还引入了一个小特性，即二进制字面值。这一语法只是一个简单的前缀而已，例如5可以表示为“0b0101”。这一特性的主要用例是设置基于flag的枚举，以及创建位掩码（bitmask），以用于与C风格语言的互操作。

本地函数

本地函数是指在另一个函数中所定义的函数。第一眼看来，本地函数似乎只是比匿名函数稍好的一种语法。但它实际上还存在几个优点：

• 首先，你无需为其分配一个委托以保存该函数。这不仅减少了内存压力，同时还允许编译器对该函数进行内联操作。

• 其次，在创建闭包时，也无需为其分配一个对象，因为它能够直接访问本地变量。这一点同样能够改善性能，因为它也减少了GC的压力。

按照第二条规则推算，你将无法创建一个指向本地函数的委托。这一点对于代码的组织其实是一个优点，因为你无需创建独立的函数，并且将现有函数的状态作为显式的参数进行传递。

部分类的改进

最后演示的特性是一种处理部分类的新方式。在过去，部分类的应用是基于代码生成优先的概念而出现的。所生成的代码将包含一系列部分方法，开发者可以选择实现这些方法，以调整类的行为。

通过新的“replace”语法，开发者就多了一种新选择，能够以最直接的方式编写代码，随后再引入代码生成器，并重写这些方法。以下将通过一个简单的示例表现开发者的代码编写方式：

public string FirstName {get; set;}

简单又清晰，但完全不符合XAML风格应用的写法。因此，代码生成器将生成如下代码：

private string m_FirstName;
static readonly PropertyChangedEventArgs s_FirstName_EventArgs =new PropertyChangedEventArgs("FirstName")

replace public string FirstName {
    get {
        return m_FirstName;
    }
    set {
        if (m_FirstName == value)
            return;
    m_FirstName = value;
    PropertyChanged?.Invoke(this, m_FirstName_EventArg);
}

通过“replace”关键字，所生成的代码将直接替换手写的代码，添加所缺失的功能。在这个示例中，我们甚至还能够处理一些开发者经常会忽略的麻烦的部分，例如对EventArgs对象进行缓存。

虽然这个官方示例仅用于属性变更通知，但这一技术还可用于各种“面向切面编程（AOP）”的场景，例如在代码中注入日志记录、安全检查、参数校验以及其他各种繁琐的样板式代码。

如果读者想实际了解一下这些特性，可以观赏Channel 9中的视频“The Future of C#”。

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