C#12新功能(.NET 8)有哪些？

前言

作为.NET 8发布会的一部分，微软于11月14日发布了C#12的新功能，这也是目前.NET的最新版本。正如之前公布的那样，最显著的改进包括了集合表达式、主构造函数、任何类型的别名以及lambda表达式中参数提供默认值。

主构造函数

C#12扩展了主构造函数，现在可以在任何class和struct中创建主构造函数。主构造函数不再局限于record类型。这一改进允许在类声明中直接定义构造函数参数。

主构造函数参数的用途有以下三点：

作为 base() 构造函数调用的参数
初始化成员字段或属性
引用实例成员中的构造函数参数

主构造函数参数是在整个类定义范围内的参数，值得注意的是，编译器仅在 record 类型（record class 或 record struct 类型）中为主构造函数参数生成公共属性，从而可以简化成员管理，下面是主构造函数的代码示例：

public class BankAccount(string accountID, string owner)
{
    public string AccountID { get; } = accountID;
    public string Owner { get; } = owner;

    public override string ToString() => $"Account ID: {AccountID}, Owner: {Owner}";
}

集合表达式

集合表达式，简化了创建各种集合的语法，提供了一种统一的方法，在初始化数组、列表或跨度时，无需使用不同的语法，以下示例演示了集合表达式的使用：

// Create an array:
int[] a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8];

// Create a list:
List<string> b = ["one", "two", "three"];

// Create a span
Span<char> c  = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'h', 'i'];

// Create a jagged 2D array:
int[][] twoD = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]];

// Create a jagged 2D array from variables:
int[] row0 = [1, 2, 3];
int[] row1 = [4, 5, 6];
int[] row2 = [7, 8, 9];
int[][] twoDFromVariables = [row0, row1, row2];

此外，展开运算符（集合表达式中的 ..）可将其参数替换为该集合中的元素，参数必须是集合类型，可以简化多个集合操作的过程。

int[] row0 = [1, 2, 3];
int[] row1 = [4, 5, 6];
int[] row2 = [7, 8, 9];
int[] single = [..row0, ..row1, ..row2];
foreach (var element in single)
{
    Console.Write($"{element}, ");
}
// output:
// 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,

ref readonly 参数&内联数组

ref readonly 参数和内联数组这两个新功能，可以增强原始内存处理能力，提高应用程序性能。内联数组使开发人员能够创建固定大小的 struct 类型数组，使开发人员能够优化代码以提高效率。内联数组速度很快，因为它们依赖于指定长度的精确布局。内联数组是一种具有单个字段的类型，并用指定数组长度的InlineArrayAttribute 进行标记。

[System.Runtime.CompilerServices.InlineArray(10)]
public struct Buffer
{
    private int _element0;
}

// Usage
var buffer = new Buffer();

for (int i = 0; i < 10; i++)
    buffer[i] = i;

foreach (var i in buffer)
    Console.WriteLine(i);

此外，C#12还引入了拦截器和Experimental属性两个试验性功能。用 Experimental 特性标记的程序集或模块中声明的所有类型都是实验性的。如果访问其中任何一种类型，编译器都会发出警告。可以禁用这些警告以试用实验性功能。拦截器允许将特定方法调用重新路由到不同的代码，它适用于一些高级场景，特别是允许更好的提前编译（AOT）。

lambda 表达式的输入参数

从C#12开始，Lambda 表达式中的参数可以提供默认值。这意味着可以为元素类型、数组类型、指针类型或其他不安全类型创建语义别名。

var IncrementBy = (int source, int increment = 1) => source + increment;

Console.WriteLine(IncrementBy(5)); // 6
Console.WriteLine(IncrementBy(5, 2)); // 7

1.异步 lambda

通过使用 async 和 await 关键字，你可以轻松创建包含异步处理的 lambda 表达式和语句。例如，下面的代码示例包含一个调异步方法 ExampleMethodAsync。

public partial class Form1 : Form
{
    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        button1.Click += async (sender, e) =>
        {
            await ExampleMethodAsync();
            textBox1.Text += "\r\nControl returned to Click event handler.\n";
        };
    }

    private async Task ExampleMethodAsync()
    {
        // The following line simulates a task-returning asynchronous process.
        await Task.Delay(1000);
    }
}

2.表达式 lambda

表达式位于 => 运算符右侧的 lambda 表达式称为“表达式 lambda”。表达式 lambda 会返回表达式的结果，并采用以下基本形式：

(input-parameters) => expression

3.语句 lambda

语句 lambda 与表达式 lambda 类似，只是语句包括在大括号中：

(input-parameters) => { <sequence-of-statements> }

4.lambda 表达式和元组

C# 语言提供对元组的内置支持。可以提供一个元组作为 Lambda 表达式的参数，同时 Lambda 表达式也可以返回元组。在某些情况下，C# 编译器使用类型推理来确定元组组件的类型。

可通过用括号括住用逗号分隔的组件列表来定义元组。下面的示例使用包含三个组件的元组，将一系列数字传递给 lambda 表达式，此表达式将每个值翻倍，然后返回包含乘法运算结果的元组（内含三个组件）。

Func<(int, int, int), (int, int, int)> doubleThem = ns => (2 * ns.Item1, 2 * ns.Item2, 2 * ns.Item3);
var numbers = (2, 3, 4);
var doubledNumbers = doubleThem(numbers);
Console.WriteLine($"The set {numbers} doubled: {doubledNumbers}");
// Output:
// The set (2, 3, 4) doubled: (4, 6, 8)