一直忘了 V2EX 有个 C# 节点,想着分享点东西增加一些讨论热度,就介绍一下 C# 10 最终敲定的特性吧。总的来说 C# 10 的更新内容很多,并且对类型系统做了不小的改动,解决了非常多现有的痛点。
从 C# 10 可以看到一个消息,那就是 C# 语言团队开始主要着重于改进类型系统和功能性方面的东西,而不是像以前那样热衷于各种语法糖了。C# 10 只是这个旅程的开头,后面的 C# 11 、12 将会有更多关于类型系统的改进,使其拥有强如 Haskell 、Rust 的表达能力,不仅能提供从头到尾的跨程序集的静态类型支持,还能做到像动态类型语言那样的灵活,而不是诸如什么 object
、dynamic
、void**
、interface{}
之类的东西。逻辑代码是类型的证明,只有类型系统强大了,代码编写起来才能更顺畅、更不容易出错。
首先自然是 record struct,解决了 record 只能给 class 而不能给 struct 用的问题:
record struct Point(int X, int Y);
用 record 定义 struct 的好处其实有很多,例如你无需重写 GetHashCode
和 Equals
之类的方法了。
ToString
方法之前 record 的 ToString
是不能修饰为 sealed
的,因此如果你继承了一个 record,相应的 ToString
行为也会被改变,因此这是个虚方法。
但是现在你可以把 record 里的 ToString
方法标记成 sealed
,这样你的 ToString
方法就不会被重写了。
一直以来 struct 不支持无参构造函数,现在支持了:
struct Foo
{
public int X;
public Foo() { X = 1; }
}
但是使用的时候就要注意了,因为无参构造函数的存在使得 new struct()
和 default(struct)
的语义不一样了,例如 new Foo().X == default(Foo).X
在上面这个例子中将会得出 false
。
可以用 with
来根据已有的匿名对象创建新的匿名对象了:
var x = new { A = 1, B = 2 };
var y = x with { A = 3 };
这里 y.A
将会是 3 。
利用全局 using 可以给整个项目启用 usings,不再需要每个文件都写一份。比如你可以创建一个 Import.cs
,然后里面写:
using System;
using i32 = System.Int32;
然后你整个项目都无需再 using System
,并且可以用 i32
了。
这个比较简单,以前写 namespace 还得带一层大括号,以后如果一个文件里只有一个 namespace 的话,那直接在最上面这样写就行了:
namespace MyNamespace;
你可以给 const string 使用字符串插值了,非常方便:
const string x = "hello";
const string y = $"{x}, world!";
这个改进可以说是非常大,我分多点介绍。
lambda 可以带 attribute 了:
f = [Foo] (x) => x; // 给 lambda 设置
f = [return: Foo] (x) => x; // 给 lambda 返回值设置
f = ([Foo] x) => x; // 给 lambda 参数设置
此前 C# 的 lambda 返回值类型靠推导,C# 10 开始允许在参数列表最前面显示指定 lambda 类型了:
f = int () => 4;
f = ref int (ref int x) => ref x; // 返回一个参数的引用
函数可以隐式转换到 delegate,于是函数上升至头等函数:
void Foo() { Console.WriteLine("hello"); }
var x = Foo;
x(); // hello
lambda 现在会自动创建自然委托类型,于是不再需要写出类型了。
var f = () => 1; // Func<int>
var g = string (int x, string y) => $"{y}{x}"; // Func<int, string, string>
var h = "test".GetHashCode; // Func<int>
现在,CallerArgumentExpression
这个 attribute 终于有用了。借助这个 attribute,编译器会自动填充调用参数的表达式字符串,例如:
void Foo(int value, [CallerArgumentExpression("value")] string? expression = null)
{
Console.WriteLine(expression + " = " + value);
}
当你调用 Foo(4 + 5)
时,会输出 4 + 5 = 9
。这对测试框架极其有用,因为你可以输出 assert 的原表达式了:
static void Assert(bool value, [CallerArgumentExpression("value")] string? expr = null)
{
if (!value) throw new AssertFailureException(expr);
}
比如:
int y = 0;
(var x, y, var z) = (1, 2, 3);
于是 y 就变成 2 了,同时还创建了两个变量 x 和 z,分别是 1 和 3 。
这个特性将会在 .NET 6 作为 preview 特性放出,意味着默认是不启用的,需要设置 <LangVersion>preview</LangVersion>
和 <EnablePreviewFeatures>true</EnablePreviewFeatures>
,然后引入一个官方的 nuget 包 System.Runtime.Experimental
来启用。
然后接口就可以声明抽象静态成员了,.NET 的类型系统正式具备虚静态方法分发能力。
例如,你想定义一个可加而且有零的接口 IMonoid
:
interface IMonoid<T> where T : IMonoid<T>
{
abstract static T Zero { get; }
abstract static T operator+(T l, T r);
}
然后可以对其进行实现,例如这里的 MyInt
:
public class MyInt : IMonoid<MyInt>
{
public MyInt(int val) { Value = val; }
public static MyInt Zero { get; } = new MyInt(0);
public static MyInt operator+(MyInt l, MyInt r) => new MyInt(l.Value + r.Value);
public int Value { get; }
}
然后就能写出一个方法对 IMoniod<T>
进行求和了,这里为了方便写成扩展方法:
public static class IMonoidExtensions
{
public static T Sum<T>(this IEnumerable<T> t) where T : IMonoid<T>
{
var result = T.Zero;
foreach (var i in t) result += i;
return result;
}
}
最后调用:
List<MyInt> list = new() { new(1), new(2), new(3) };
Console.WriteLine(list.Sum().Value); // 6
你可能会问为什么要引入一个 System.Runtime.Experimental
,因为这个包里面包含了 .NET 基础类型的改进:给所有的基础类型都实现了相应的接口,比如给数值类型都实现了 INumber
,给可以加的东西都实现了 IAdditionOperator<TLeft, TRight, TResult>
等等,用起来将会非常方便,比如你想写一个函数,这个函数用来把能相加的东西加起来:
T Add<T>(T left, T right) where T : IAdditionOperator<T, T, T>
{
return left + right;
}
就搞定了。
接口的静态抽象方法支持和未来 C# 将会加入的 shape 特性是相辅相成的,届时 C# 将利用 interface
和 shape
支持 Haskell 的 class
、Rust 的 trait
那样的 type classes,将类型系统上升到一个新的层次。
是的你没有看错,C# 的 attributes 支持泛型了:
class TestAttribute<T> : Attribute
{
public T Data { get; }
public TestAttribute(T data) { Data = data; }
}
然后你就能这么用了:
[Test<int>(3)]
[Test<float>(4.5f)]
[Test<string>("hello")]
C# 10 将允许方法上使用 [AsyncMethodBuilder(...)]
来使用你自己实现的 async method builder,代替自带的 Task 或者 ValueTask 的异步方法构造器。这也有助于你自己实现零开销的异步方法。
以前 #line 只能用来指定一个文件中的某一行,现在可以指定行列和范围了,这对写编译器和代码生成器的人非常有用:
#line (startLine, startChar) - (endLine, endChar) charOffset "fileName"
// 比如 #line (1, 1) - (2, 2) 3 "test.cs"
以前在匹配嵌套属性的时候需要这么写:
if (a is { X: { Y: { Z: 4 } } }) { ... }
现在只需要简单的:
if (a is { X.Y.Z: 4 }) { ... }
就可以了
以前 C# 的字符串插值是很粗暴的 string.Format
,并且对于值类型参数来说会直接装箱,这不仅影响性能,用处也有限。现在字符串插值被改进了:
var x = 1;
Console.WriteLine($"hello, {x}");
会被编译成:
int x = 1;
DefaultInterpolatedStringHandler defaultInterpolatedStringHandler = new DefaultInterpolatedStringHandler(7, 1);
defaultInterpolatedStringHandler.AppendLiteral("hello, ");
defaultInterpolatedStringHandler.AppendFormatted(x);
Console.WriteLine(defaultInterpolatedStringHandler.ToStringAndClear());
上面这个 DefaultInterpolatedStringHandler
也可以借助 InterpolatedStringHandler
这个 attribute 替换成你自己实现的插值处理器,来决定要怎么进行插值。因此你甚至可以用来实现 SQL 的安全构建等等,功能性增强了很多。
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youyouyou0123456 2021-08-09 17:45:03 +08:00
这次骚操作这么多。
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GM 2021-08-09 17:55:06 +08:00 1
太多东西了,还是我 Go 大道至简好 /狗头
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Rwing 2021-08-09 18:04:34 +08:00
hez 大佬
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4
netnr 2021-08-09 19:08:18 +08:00 via Android
usings 最有用
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Youen 2021-08-09 19:47:40 +08:00 via iPhone
C 井啊你慢一点,等等你的用户 狗头
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Removable 2021-08-09 21:06:13 +08:00 via iPhone
啊🤔公司的项目还在 7.0
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pcbl 2021-08-09 21:14:52 +08:00
搞这些,不如多搞一些通用性的基础库,更容易吸引开发者
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yejinmo 2021-08-09 21:37:18 +08:00
太顶了学不过来了
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hez2010 OP @pcbl 基础库和语言完全是两个团队负责和更新的,相互并不冲突,况且 .NET 6 也确实给基础库引入了不少新的 API,只不过这篇是介绍语言的所以没有提。
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alexkkaa 2021-08-09 22:39:00 +08:00 via Android
dotnet 语言层面的特性已经太多了, 同一件事有很多种做法并不是一件好事,不如提供一种最优解。 这种现象在历史包袱很重的语言里经常见到。向 go 这种大道至简的其实是最好的, 一件事只有一种解法, 既降低了自己的心智负担也降低了别人阅读的难度,straight forward
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hez2010 OP @alexkkaa 提供一种最优解这件事本身就是不可能的,随着语言的演进原来的最优解将会不断变成非最优解,这个时候进行改进难道要把以前的东西砍掉吗?老项目、生态和兼容性怎么办? C# 现在内置了代码分析器,编写代码的时候会自动给出推荐用来自动将老代码翻新,可以把严重等级设置成“错误”那就等同于废弃了老的特性。
而你提到的 go 倒不如说是矫枉过正,虽然目前只有一种解法,但却经常提供的是不好的解法,最典型的就是 go 的不少库实现居然在里面用反射枚举类型(如 fmt 等等),这也注定了这个库的性能和可扩展性都很低,这是典型的语言匮乏导致实现暴力效果还不好的例子。虽然 1.17 加了泛型但不好好做泛型约束和 sum types,却在做类型的枚举,扩展性没有改观;而非约束泛型 any T 底层仍然是 interface{},性能方面也没有任何改观。此外,鸭子类型本应该是 trait 理论诞生之前的临时替代品,go 诞生于 trait 出现之后的世界却大范围使用这套类型系统,不出意外出现了不少 interface 被意外实现的例子,于是又不得不在类型定义里面添加小写开头的函数或者 i() 来避免,这也本身也是一种类型系统设计失败的表现。那问题来了,除非 go 愿意从头错到尾,如果想要着手解决这些问题,那势必会引入新的特性来改进语言,一件事只有一种解法的状态本身也自然会被打破。 |
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kiracyan 2021-08-09 23:05:47 +08:00
泛型特性是好东西
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waytoexplorewhat 2021-08-10 00:51:47 +08:00 via Android
Haskell yyds
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jin7 2021-08-10 08:59:46 +08:00
这个比 c++还复杂吗?
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beyondex 2021-08-11 21:49:13 +08:00
棒极了,语法更加简洁精炼了。
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