C# 9.0 新加特性

C# 9.0 于 2020 年与 .NET 5 一同发布，带来了一系列新特性，旨在提高代码的简洁性、可读性和表达力。

以下是 C# 9.0 的主要新增特性及示例：

 

1️⃣ 记录类型（Record Types）

• 作用：记录类型提供了一种简洁的方式来定义不可变的数据载体，并且内置了结构相等性比较、with 表达式（用于克隆并修改对象）等功能，非常适合用于数据传输对象（DTO）。
• 示例：

  // 定义记录类型
  public record Person(string FirstName, string LastName);
  
  // 自动生成构造函数、属性、Equals、GetHashCode 和 ToString 方法
  var person1 = new Person("Alice", "Smith");
  var person2 = person1 with { LastName = "Johnson" };
  
  Console.WriteLine(person1);  // 输出：Person { FirstName = Alice, LastName = Smith }
  Console.WriteLine(person2);  // 输出：Person { FirstName = Alice, LastName = Johnson }

   

 

2️⃣ 初始化器（Init-only Setters）

• 作用：通过 init 访问器，可以在对象初始化期间设置属性的值，但之后属性变为只读，从而更好地支持不可变模式。
• 示例：

  public class Person
  {
      public string FirstName { get; init; }
      public string LastName { get; init; }
  }
  
  // 只能在对象初始化时设置属性
  var person = new Person { FirstName = "Bob", LastName = "Brown" };
  // person.FirstName = "Tom"; // 编译错误

   

3️⃣ 顶级语句（Top-level Statements）

• 作用：顶级语句允许你在不需要显式编写 Main 方法的情况下编写程序入口点，极大简化了小型应用程序和示例代码的结构。
• 示例：

  // 顶级语句：整个文件内的代码直接作为程序入口点执行
  Console.WriteLine("Hello, C# 9.0!");
  
  // 无需显式定义 Main 方法

   

4️⃣ 模式匹配增强（Enhanced Pattern Matching）

C# 9.0 在模式匹配方面进一步扩展，新增了以下模式：

• Relational Patterns：允许使用关系运算符（如 <, >, <=, >=）进行匹配。
• Logical Patterns：允许使用逻辑运算符 and, or 和 not 来组合或反转模式。
• 示例：

  public string ClassifyNumber(int number) =>
      number switch
      {
          < 0 => "Negative",
          0 => "Zero",
          > 0 and < 10 => "Small Positive",
          >= 10 => "Large Positive",
          _ => "Unknown"
      };
  
  // 使用 not 模式
  bool IsNotNullOrEmpty(string s) => s is not null and not "";

   

5️⃣ Target-Typed new 表达式

• 作用：在变量的声明中，允许使用 new() 而省略类型名称，由编译器从上下文中推断出类型，使代码更简洁。
• 示例：

  List<int> numbers = new() { 1, 2, 3, 4 };
  // 等效于：List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4 };

   

6️⃣ 协变返回类型（Covariant Returns）

• 作用：允许重写方法时返回更派生的类型，相比以前的协变限制，提升了代码的灵活性。
• 示例：

  public class Animal { }
  public class Cat : Animal { }
  
  public class AnimalShelter
  {
      public virtual Animal GetAnimal() => new Animal();
  }
  
  public class CatShelter : AnimalShelter
  {
      // 重写方法返回更具体的类型 Cat
      public override Cat GetAnimal() => new Cat();
  }

   

7️⃣ 函数指针（Function Pointers）

• 作用：支持在不安全代码块中使用函数指针（delegate*），为需要极致性能的场景（如与本地代码交互）提供低开销调用机制。
• 示例（需启用不安全代码）：

  unsafe
  {
      delegate* unmanaged[Cdecl]<int, int, int> addPtr = &Add;
      int result = addPtr(3, 4);
      Console.WriteLine(result); // 输出 7
  }
  
  static int Add(int a, int b) => a + b;

   

总结

C# 9.0 通过一系列新特性为开发者提供了更多工具来编写简洁、表达力强且更安全的代码：

• 记录类型 与 init-only setters 支持不可变数据模型和简化数据传输对象的定义。
• 顶级语句 简化了程序入口点的书写，适合快速开发和小型项目。
• 模式匹配增强 提高了条件分支和数据解构的灵活性。
• Target-typed new 以及 协变返回类型 让代码更加精炼与灵活。
• 函数指针 则为极致性能场景提供了底层支持。

这些特性共同提升了 C# 语言的表达能力和开发效率，非常适合构建现代化应用程序。

如果你在整理 C# 各版本的演进，这部分内容展示了 C# 逐步向更现代、声明式和高效方向演进的趋势。