C# 8.0 新特性

C# 8.0 新特性

作者：Rwing
https://blogs.msdn.microsoft.com/dotnet/2018/11/12/building-c-8-0

原文：https://blogs.msdn.microsoft.com/dotnet/2018/11/12/building-c-8-0
译注：原文主标题如此，但内容大部分为新特性介绍，所以意译标题为 “C# 8.0 新特性”。

C# 的下一个主要版本是 8.0。我们已经为它工作了很长一段时间，即使我们构建并发布了次要版本 C# 7.1, 7.2 和 7.3，我仍然对 8.0 将带来的新特性感到非常兴奋。

目前的计划是 C# 8.0 将与 .NET Core 3.0 同时发布。然而，随着我们正在开发的 Visual Studio 2019 的预览版，这些特性将开始活跃起来。当这些出来的时候，您就可以开始尝试它们，我们将提供有关各个特性的更多细节。这篇文章的目的是向您简述预期的内容，以及如何理解它们。

新特性

下面是 C# 8.0 中最重要的新特性的概述。还有一些较小的改进正在进行中，这些改进将在未来几个月逐渐显现出来。

• Nullable reference types : 可空引用类型
• Async streams : 异步流
• Ranges and indices : 范围和索引
• Default implementations of interface members : 接口成员的默认实现
• Recursive patterns : 递归的模式匹配
• Switch expressions Switch : 表达式
• Target-typed new-expressions : 已知目标类型的新表达式

Nullable reference types 可空引用类型

此特性的目的是帮助处理无处不在的空引用异常，这种异常已经困扰了半个世纪的面向对象编程。

这个特性阻止您将 null 放入普通引用类型中（如字符串)，从而使这些类型不可为 null！不过它是温和的提示警告，而不是错误。所以，它会让现有代码出现新的警告，因此您必须有选择的使用该功能 (您可以在项目、文件甚至行级别执行此操作)。

    string s = null; // Warning: Assignment of null to non-nullable reference type

如果您确实想要 null 怎么办？可以使用一个可空引用类型，例如 string? 这样：

    string? s = null; // Ok

当您尝试使用可空引用类型时，你首先需要检查是否为空。编译器会分析代码流，以查看 null 值是否可以将其用于当前位置：

    void M(string? s)
    {
        Console.WriteLine(s.Length); // Warning: Possible null reference exception
        if (s != null)
        {
            Console.WriteLine(s.Length); // Ok: You won't get here if s is null
        }
    }

这个特性的要点是，C# 允许您表达“可空的意图”，并且在您不遵守它时候发出警告。

Async streams 异步流

C# 5.0 的 async/await 特性使您可以用非常简单的代码消费（或生产）异步结果, 而无需回调：

    async Task<int> GetBigResultAsync()
    {
        var result = await GetResultAsync();
        if (result > 20) return result; 
        else return -1;
    }

如果您想要消费（或生产）连续的结果流（例如您可能从物联网设备或云服务获得），则没有那么有用。 异步流就是为此而存在的。

我们现在介绍一下您所期望的 IAsyncEnumerable<T>，即 IEnumerable<T> 的异步版本。允许您 await foreach 以消费它们的元素，并 yield return 以生产元素。

    async IAsyncEnumerable<int> GetBigResultsAsync()
    {
        await foreach (var result in GetResultsAsync())
        {
            if (result > 20) yield return result; 
        }
    }

Ranges and indices 范围和索引

我们正在添加一个类型 Index，可用于索引。您可以创建一个整型来表示从头开始的索引，或者一个 ^ 前缀的从结尾表示的索引：

    Index i1 = 3;  // number 3 from beginning
    Index i2 = ^4; // number 4 from end
    int[] a = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
    Console.WriteLine($"{a[i1]}, {a[i2]}"); // "3, 6"

我们还引入了一个 Range 类型，它由两个 Index 组成，一个用于开始，一个用于结束，并且可以用 x…y 这样的范围表达式来编写。然后，您可以使用 Range 进行索引来生成切片：

    var slice = a[i1..i2]; // { 3, 4, 5 }

Default implementations of interface members 接口成员的默认实现

现在，一旦你发布了一个接口，游戏就结束了：你不能在不破坏它的所有现有实现的情况下向它添加成员。

在 C# 8.0 中，我们允许您为接口成员提供一个默认实现。因此，如果某人没有实现该成员（可能因为他们编写代码时还没有该成员），他们将只得到默认的实现。

    interface ILogger
    {
        void Log(LogLevel level, string message);
        void Log(Exception ex) => Log(LogLevel.Error, ex.ToString()); // New overload
    }

    class ConsoleLogger : ILogger
    {
        public void Log(LogLevel level, string message) { ... }
        // Log(Exception) gets default implementation
    }

ConsoleLogger 类不必实现 ILogger 中 Log(Exception) 重载函数，因为它已经定义了默认实现。现在只要提供了一个默认实现，您就可以添加新的成员到已经存在的公开接口中了。

Recursive patterns 递归的模式匹配

在模式匹配中，现在允许模式中包含其他模式。

    IEnumerable<string> GetEnrollees()
    {
        foreach (var p in People)
        {
            if (p is Student { Graduated: false, Name: string name }) yield return name;
        }
    }

这个模式 Student { Graduated: false, Name: string name } 会检查 Person 是否是 Student，然后将常量模式 false 应用于 Graduated 属性以查看它们是否已毕业，并将模式字符串 name 添加到其 Name 属性中，得到他们的名字（如果非空）。因此，如果 p 是 Student，没有毕业并且具有非空的名字，则返回该名字。

Switch expressions Switch 表达式

带有模式的 switch 语句在 C# 7.0 中非常强大，但编写起来很麻烦。switch 表达式是一个“轻量级”版本，其中所有情况都是表达式：

    var area = figure switch 
    {
        Line _      => 0,
        Rectangle r => r.Width * r.Height,
        Circle c    => c.Radius * 2.0 * Math.PI,
        _           => throw new UnknownFigureException(figure)
    };

Target-typed new-expressions 已知目标类型的新表达式

在许多情况下，当您创建新对象时，类型已经可以从上下文中知道。在这些情况下，可以省略类型：

    Point[] ps = { new (1, 4), new (3,-2), new (9, 5) }; // all Points

该功能的实现由社区成员提供，谢谢！

平台依赖性

大多数 C# 8.0 语言特性都可以在任何版本的 .NET 上运行。但是，其中一些具有平台依赖性。

Async streams, Index 和 Range 都依赖于 .NET Standard 2.1 的新类型。正如 Immo 在他的文章《公布.NET Standard 2.1》所说的那样，.NET Core 3.0 、Xamarin 、Unity 和 Mono 都将实现 .NET Standard 2.1，但 .NET Framework 4.8 不会。这意味着当您将 C# 8.0 指向到 .NET Framework 4.8 时，使用这些功能所需的类型将不可用。

与往常一样，C# 编译器对它所依赖的类型非常宽容。如果它能找到具有正确的名字和形态的类型，则很乐意将它们作为目标。

默认接口实现依赖于新的增强运行时，我们也不会在 .NET Runtime 4.8 中实现这些。因此，此特性不适用于 .NET Framework 4.8 和旧版本的 .NET。

十余年间，为了保持运行时的稳定，我们无法在其中实现新的语言特性。随着现代化运行时的并行性和开源性，我们觉得可以负责任地去重新开发它们，并在考虑到这一点时进行语言设计。 Scott 在其 .NET Core 3.0 和 .NET Framework 4.8 更新中解释说，.NET Framework 将来会看到较少的创新，而是关注稳定性和可靠性。考虑到这一点，我们认为，直接忽略某些语言特性会好一些。

想要了解更多？

C# 语言的设计过程是开源的，在这个 repo 中。如果您不经常跟进，可能会有点混乱和力不从心。语言设计的核心是语言设计会议，记录在 C# 语言设计日记 。

大约一年前，我写了一篇 介绍C#中的可空引用类型 的文章。您仍然可以阅读它并得到一些信息。

您还可以观看视频，例如 Microsoft Build 2018 大会上的 C# 未来 ，或者 .NET Conf 2018 大会上的 即将到来的 C# ，它展示了其中一些特性。Kathleen 有一篇很好的帖子来阐述了 .Net Core 3.0 中的 Visual Basic 的计划。

当我们开始将这些功能作为 Visual Studio 2019 预览版的一部分发布时，我们还将发布有关各个功能的更多详细信息。就个人而言，我迫不及待地要把它们交到你们所有人手中!

Happy hacking,
Mads Torgersen, Design Lead for C#