漫思

2022-11-12 21:59

C# 11 现已发布。公告称，“随着每个版本的发布，社区的参与度越来越高，贡献了从建议、见解和错误报告到整个功能实现的所有内容。这真的是每个人的 C#。”

新版本中的一些亮点更新内容包括：

UTF-8 字符串（UTF-8 String Literals）

默认情况下，C# 字符串被硬编码为 UTF-16，而 Internet 上通行的字符串编码是 UTF-8。为了最大限度地减少转换的麻烦和性能开销，现在可以简单地为你的 string literals 附加一个u8后缀，以便立即将它们转换为 UTF-8：

var u8 = "This is a UTF-8 string!"u8;

UTF-8 string literals 只是给你返回一个字节块 —— 以ReadOnlySpan<byte>形式。对于那些需要 UTF-8 编码的场景，这可能比一些专门的新的 UTF-8 字符串类型更有用。

阅读有关 UTF-8 字符串文字的文档。

原始字符串（Raw string literals）

从 C# 11 开始，可以使用原始字符串字面量更轻松地创建多行字符串，或使用需要转义序列的任何字符。原始字符串字面量无需使用转义序列。你可以编写字符串，包括空格格式，以及你希望在输出中显示该字符串的方式。原始字符串字面量：

以至少三个双引号字符序列 (""") 开头和结尾。可以使用三个以上的连续字符开始和结束序列，以支持包含三个（或更多）重复引号字符的字符串字面量。
单行原始字符串字面量需要左引号和右引号字符位于同一行上。
多行原始字符串字面量需要左引号和右引号字符位于各自的行上。
在多行原始字符串字面量中，会删除右引号左侧的任何空格。

Raw string literals 由至少三个双引号分隔：

var raw1 = """This\is\all "content"!""";
Console.WriteLine(raw1);

This prints:

This\is\all "content"!

如果你需要三个或更多的"s 成为你内容的一部分，只需在外部使用更多的"s。开头和结尾必须一致。

var raw2 = """""I can do ", "", """ or even """" double quotes!""""";

这使得粘贴、维护和一目了然地阅读文字所包含的内容变得非常容易。

多行 raw string literals 也可以截断前导空格：末端引号的位置决定了空格开始包含在输出中的位置：

var raw3 = """
    <element attr="content">
      <body>
        This line is indented by 4 spaces.
      </body>
    </element>
    """;
//  ^white space left of here is removed

由于末端引号的左侧有四个空格，因此将从每行内容的开头删除四个空格，从而产生以下输出：

<element attr="content">
  <body>
    This line is indented by 4 spaces.
  </body>
</element>

此外，Raw string literals 还支持插值，可在文档中阅读有关的更多信息。

对静态成员进行抽象

在 C# 11 中发布了对接口中静态虚拟成员的支持，此功能在 C# 10 中处于预览状态。有了它，你现在可以定义一个非常简单的数学接口：

public interface IMonoid<TSelf> where TSelf : IMonoid<TSelf>
{
    public static abstract TSelf operator +(TSelf a, TSelf b);
    public static abstract TSelf Zero { get; }
}

任何人现在都可以通过为两个静态成员提供实现并将自己作为TSelf类型参数传递来实现此接口：

public struct MyInt : IMonoid<MyInt>
{
    int value;
    public MyInt(int i) => value = i;
    public static MyInt operator +(MyInt a, MyInt b) => new MyInt(a.value + b.value);
    public static MyInt Zero => new MyInt(0);
}

重要的是，你如何使用这些抽象的操作？当没有实例可供调用时，你如何调用虚拟成员？答案是通过泛型：

T AddAll<T>(params T[] elements) where T : IMonoid<T>
{
    T result = T.Zero;
    foreach (var element in elements)
    {
        result += element;
    }
    return result;
}

类型参数T受IMonoid<T>接口约束，这使得该接口的静态虚拟成员Zero和+可以在Titself 上被调用。

现在我们可以用一些MyInt来调用泛型方法，而+和Zero的正确实现则通过类型参数传递进来：

MyInt sum = AddAll<MyInt>(new MyInt(3), new MyInt(4), new MyInt(5));

事实上，.NET 7 提供了一个新的命名空间 System.Numerics，其中充满了数学接口，代表了不同的运算符组合和其他你想使用的静态成员：上述小 IMonoid<T> 接口的 "grown-up" 版本。.NET 中的所有数字类型现在都实现了这些新的接口 -- 你也可以为你自己的类型添加这些接口。

还值得注意的是，静态虚拟成员对数学以外的其他事物也很有用。更多详情可在有关静态抽象接口方法和通用数学的文档中查看。即使你不使用静态虚拟成员创建接口，也可以从他们现在和将来对 .NET 库所做的改进中受益。

列表模式（List patterns）

Pattern matching 是在 C# 7 中引入的，从那时起它已发展成为该语言中最重要和最强大的控制结构之一；C# 11 添加了列表模式。从 C# 11 开始，可以将数组或列表与模式的序列进行匹配，如以下示例所示：

int[] numbers = { 1, 2, 3 };

Console.WriteLine(numbers is [1, 2, 3]);  // True
Console.WriteLine(numbers is [1, 2, 4]);  // False
Console.WriteLine(numbers is [1, 2, 3, 4]);  // False
Console.WriteLine(numbers is [0 or 1, <= 2, >= 3]);  // True

如前面的示例所示，当每个嵌套模式与输入序列的相应元素匹配时，列表模式就会匹配。可使用列表模式中的任何模式。若要匹配任何元素，请使用弃元模式，或者，如果还想捕获元素，请使用 var 模式，如以下示例所示：

List<int> numbers = new() { 1, 2, 3 };

if (numbers is [var first, _, _])
{
    Console.WriteLine($"The first element of a three-item list is {first}.");
}
// Output:
// The first element of a three-item list is 1.

前面的示例将整个输入序列与列表模式匹配。若要仅匹配输入序列开头或 / 和结尾的元素，请使用列表模式中的切片模式..，如以下示例所示：

Console.WriteLine(new[] { 1, 2, 3, 4, 5 } is [> 0, > 0, ..]);  // True
Console.WriteLine(new[] { 1, 1 } is [_, _, ..]);  // True
Console.WriteLine(new[] { 0, 1, 2, 3, 4 } is [> 0, > 0, ..]);  // False
Console.WriteLine(new[] { 1 } is [1, 2, ..]);  // False

Console.WriteLine(new[] { 1, 2, 3, 4 } is [.., > 0, > 0]);  // True
Console.WriteLine(new[] { 2, 4 } is [.., > 0, 2, 4]);  // False
Console.WriteLine(new[] { 2, 4 } is [.., 2, 4]);  // True

Console.WriteLine(new[] { 1, 2, 3, 4 } is [>= 0, .., 2 or 4]);  // True
Console.WriteLine(new[] { 1, 0, 0, 1 } is [1, 0, .., 0, 1]);  // True
Console.WriteLine(new[] { 1, 0, 1 } is [1, 0, .., 0, 1]);  // False

切片模式匹配零个或多个元素。最多可在列表模式中使用一个切片模式。

还可以在切片模式中嵌套子模式，如以下示例所示：

void MatchMessage(string message)
{
    var result = message is ['a' or 'A', .. var s, 'a' or 'A']
        ? $"Message {message} matches; inner part is {s}."
        : $"Message {message} doesn't match.";
    Console.WriteLine(result);
}

MatchMessage("aBBA");  // output: Message aBBA matches; inner part is BB.
MatchMessage("apron");  // output: Message apron doesn't match.

void Validate(int[] numbers)
{
    var result = numbers is [< 0, .. { Length: 2 or 4 }, > 0] ? "valid" : "not valid";
    Console.WriteLine(result);
}

Validate(new[] { -1, 0, 1 });  // output: not valid
Validate(new[] { -1, 0, 0, 1 });  // output: valid

更多详情可查看相关文档。

Required members

开发团队已经在多个版本中进行了改进对象的创建和初始化的工作，C# 11 则通过 required members 来继续这些改进。

在创建使用对象初始化器的类型时，曾经无法指定必须初始化某些属性。现在，可以说一个属性或字段是required。这意味着，当创建该类型的对象时，它必须被对象初始化器初始化：

public class Person
{
    public required string FirstName { get; init; }
    public string? MiddleName { get; init; }
    public required string LastName { get; init; }
}

现在在不初始化两个必需属性的情况下创建一个Person是错误的：

var person = new Person { FirstName = "Ada" }; // Error: no LastName!

查看 required members 文档以获取更多信息。

更多详情可查看官方公告。

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C# 11 正式发布

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