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https://blogs.msdn.microsoft.com/msdntaiwan/2017/04/10/c7-new-features/
這篇文章介紹了 C# 7.0 的新語法。這也是在 2017/03/07 發表的 Visual Studio 2017 中眾多新功能之一。
在 C# 7.0 新增了許多支援的語法，重點擺在改善效能、精簡程式碼、以及資料取用幾個部分。其中最主要的功能之一是 Tuples, 能讓你更容易的一次傳回多筆結果，另外 Pattern Match 新語法則簡化了撰寫針對特定資料型態與條件的程式碼。除此之外，C# 7.0 也包含了其他重要的各種新語法支援。希望所有的這些改變都能讓你更愉快的寫出有效率，簡潔的程式碼，同時也更有生產力。
如果你很好奇我們如何導引出這些功能的設計過程，可以查閱 C# Language design GitHub 網站，在那邊可以找到設計說明文件，設計提案，與大量的討論內容。
如果你覺得這篇文章內容很熟悉，也許是你曾經看過去年八月份 (2016/08) 發表過的版本。在 C# 7.0 最終定案的版本中有少數的異動，這些
異動都來自先前版本的眾多優良的回饋意見。
希望你喜歡 C# 7.0, 盡情享受它, Happy Hacking !!
Mads Torgersen, C# Language PM
譯註:
為了更清楚的表達這篇文章的內容，翻譯時我採用意譯，而非逐句翻譯。我也會適時補充字句，讓文章要表達的意義更清楚完整。
太多專有名詞，翻成中文反而對閱讀沒有幫助，因此這部分我保留原文，但是我會在譯註的部分額外補充說明。
期望這樣能更清楚的讓讀者了解內容。
Microsoft-logo 本篇文章，帶您看到以下 C# 7.0 新功能：
Out 變數 ( out variables )
Pattern Matching (模式匹配 )
使用 pattern 的 is 表達式
使用 patterns 的 switch 陳述式
Tuples
Desconstruction (解構 )
Local functions ( 區域函式 )
改良的 Literal
Ref returns 與 ref locals
非同步的傳回型別
更廣泛的 expression bodies 成員
Throw 運算式
Out 變數 (out variables)
在先前版本的 C# 中，out 參數的使用並不如我們期望的那麼的流暢。呼叫帶有 out 參數的 method 之前，你必須先宣告變數
並且將它當作 out 的參數傳遞才行。通常你不會 (也不需要) 先初始化這變數 (變數的內容會在被呼叫的 method 內覆寫)，同時你也不能使用 var 的方式來宣告它, 你必須很明確的指定這變數的完整型別:
public void PrintCoordinates(Point p)
{
int x, y; // have to "predeclare"
p.GetCoordinates(out x, out y);
WriteLine($"({x}, {y})");
}
在 C# 7.0，新增了 out 變數，可以在傳遞 out 參數時同時宣告這個變數:
public void PrintCoordinates(Point p)
{
p.GetCoordinates(out int x, out int y);
WriteLine($"({x}, {y})");
}
請留意，這個變數在包含它本身的 { } 封閉區塊範圍內，所以接續宣告後面的程式碼可以直接使用這些變數。
多數類似型態的語法沒有指定可視範圍，該變數可視範圍就等同於宣告他的區塊範圍。
通常 out 變數都會直接被宣告為傳遞的參數，編譯器通常能直接判定參數的型別為何 (除非 method 包含數個互相衝突
的 overloads 而無法判定)，因此可以直接使用 var 的方式來宣告它:
p.GetCoordinates(out var x, out var y);
一般來說，我們常常在 Try... 這類的使用模式中用到 out 參數，它會傳回 true 或是 false 來代表執行成功與否，同時藉著 out 參數來傳回成功執行後的結果:
public void PrintStars(string s)
{
if (int.TryParse(s, out var i)) { WriteLine(new string('*', i)); }
else { WriteLine("Cloudy - no stars tonight!"); }
}
如果你不在意某個 out 參數的傳回結果，可以使用 _ 代表忽略它:
p.GetCoordinates(out var x, out _); // I only care about x
Pattern Matching (模式匹配)
C# 7.0 開始引入了 patterns (模式) 的概念。抽象的來說，他是可以判定資料是否具備一定 "形狀"(Shape) 的語法元素，並從該數值之中提取需要的資訊。
譯註:
Shape, 代表資料的 "形狀", 精確的來說包含資料本身型別包含哪些成員? 這些成員的數值是否落在預期的範圍?
patterns 可以讓判斷資料 "形狀" 的程式碼更為簡潔明確。
舉例來說，C# 7.0 支援的 patterns 有這幾種:
Constant Patterns (常數模式, 以 c 表示，c 是 C# 的常數表達式), 測試輸入的數值是否與 c 相等。
Type Patterns (類型模式, 以 T x 表示，T 代表型別，而 x 是識別名稱), 測試輸入的數值是否屬於類別 T? 如果是的話就把輸入的數值放到類型為 T 的變數 x 中。
Var Patterns (變數模式, 以 var x 表示, x 是識別名稱), 這種模式下永遠會匹配成功，此時 x 的型別與輸入的數值相同，這模式下只是簡單的把輸入的數值放到 x 之中。
這些只是計畫中的第一步 - pattern (模式) 是 C# 新型態的語法元素，我們期望未來能繼續新增更多的功能。
在 C# 7.0 我們用 pattern 來增強兩種既有的語法結構:
is expression (is 表達式) 現在可以在右方加上 pattern，在之前則只能定義型別。
switch 陳述式中的 case 子句，現在可以比對模式是否符合，過去則只支援常數數值。
在未來的 C# 我們會增加更多適用 pattern 的語法。
使用 pattern 的 is 表達式
來看看使用 constant patterns 與 type patterns 的 is expression 使用範例:
public void PrintStars(object o)
{
if (o is null) return; // constant pattern "null"
if (!(o is int i)) return; // type pattern "int i"
WriteLine(new string('*', i));
}
如所見，pattern 變數 - 由 pattern 引入的變數，跟前面介紹的 out 變數非常相似，你可以宣告在表達式之中，而且可以直接就近在同可是範圍內直接使用他。
跟 out 變數很相似的地方是，模式變數是可變動的，我們常將 out 變數與 pattern 變數，統稱為 expression 變數。
Patterns 常與 Try... method 一起使用:
if (o is int i || (o is string s && int.TryParse(s, out i)) { /* use i */ }
使用 patterns 的 switch 陳述式
在 C# 7.0，我們也擴大了 switch 陳述式的應用範圍:
switch 陳述式現在可以運用在所有型別 (不再只限於基本類型)
patterns 可以用在 case 子句
case 子句可以附加條件判斷式
這邊有對應的範例程式碼:
switch(shape)
{
case Circle c:
WriteLine($"circle with radius {c.Radius}");
break;
case Rectangle s when (s.Length == s.Height):
WriteLine($"{s.Length} x {s.Height} square");
break;
case Rectangle r:
WriteLine($"{r.Length} x {r.Height} rectangle");
break;
default:
WriteLine("<unknown shape>");
break;
case null:
throw new ArgumentNullException(nameof(shape));
}
這裡有幾個 switch 陳述式新增的擴充功能:
case 子句的順序是重要的:
就如同 catch 子句一樣，多個 case 子句之間不再是沒有順序關聯的，而第一個符合條件的 case 子句會被選中。這點非常重要，拿上一個範例程式碼來說，代表正方形的這個 case 子句 (譯註: case Rectangle s when (s.Length == s.Height):) 應該要排在代表長方形的 case 子句 (case Rectangle r:) 前面，結果才會正確。另外，就像 catch 子句一樣，編譯器可以標示出永遠無法執行到的程式碼來協助你。在這之前，你無法也不需要指定多個 case 之間的評估順序，所以這並不是個破壞性的改變 (breaking change)。
default 子句永遠會最後才評估:
即使在上述的例子中，null case 子句被擺在最後，他仍然會在 default 子句之前被檢查。這樣的設計是為了與現有的 switch 陳述句保持相容。然而，好的做法通常會明確的將 default 子句擺在最後面。
擺在最後面的 null case 子句並不會無法被被執行到:
因為 type patterns (類型模式) 依循 is expression 的例子，不會與 null 子句匹配。這可以確保 null 子句不會不小心被任何的 type patterns (類型模式) 給搶走，你必須更清楚該如何處理這種狀況 (或是把它留給 default 子句來處理)。
由 case ... 引進的 pattern 變數 ，他的可視範圍只限於對應的 switch 區段。
Tuples
想要從一個 method 傳回一個以上的傳回值是蠻常見的狀況。但是目前 C# 版本對這需求能提供的作法都不夠好。現有的作法有:
out 參數:
使用上很累贅 (即使在前面的部分已經介紹了改良的語法)，而且這方式也無法搭配 async method 一起使用。
使用 System.Tuple<...> 型別來傳回值:
需要手動配置一個 tuple 物件，同時也需要寫些冗長的 code 才能辦到。
替每個 method 都自訂專屬的傳回值型別:
得額外寫大量的 code 來完成這件事，但是目的只是暫時將多個數值組合起來而已。
使用 dynamic 來傳回匿名的型別 (anonymous types):
無法做到靜態型別檢查，同時將會付出很高的效能代價。
為了讓這件事做得更好，C# 7.0 新增了 tuple types 及 tuple literals 的語法:
(string, string, string) LookupName(long id) // tuple return type
{
... // retrieve first, middle and last from data storage
return (first, middle, last); // tuple literal
}
這 method 現在能更有效率的傳回三個字串型別的傳回值了，這範例將三個字串包成一個 tuple。
呼叫這 method 的程式碼將會收到回傳的 tuple 物件，且能透過 tuple 物件個別存取這些封裝在內的資料:
var names = LookupName(id);
WriteLine($"found {names.Item1} {names.Item3}.");
其中 Item1 等等，為 tuple 內的元素預設的名稱，這方法能正常運作, 但是這命名方式終究不能很能清楚表達用途。所以你願意的話可以明確的替它們指定更適合的名稱:
(string first, string middle, string last) LookupName(long id) // tuple elements have names
現在這個 tuple 的元素能用更貼切的名稱來存取之內的元素了:
var names = LookupName(id);
WriteLine($"found {names.first} {names.last}.");
你也可以直接在 tuple literals 內指定元素的名稱:
return (first: first, middle: middle, last: last); // named tuple elements in a literal
一般來說，你可以互相指派 tuple 的變數，而不用管他的名稱為何: 只要個別的元素都可以被指派，tuple 型別可以自由轉換為其他的 tuple 型別。
Tuples 是 value types, 而且它包含的元素都很單純的被標示為 public, 都是可異動的欄位 (mutable fields)。它們是 "數值相等" (value equality) 的，
意思是只要兩個 tuples 的所有對應的元素都是相等的 (而且 hash code 也必須相同)，那這兩個 tuples 就是相等的 (hash code 也會相同) 。
除了傳回多個傳回值的情況之外，在其他地方 tuples 也很有用。例如，如果你需要一個包含多個 Key 的 Dictionary，你只需要拿 tuple 當作 Dictionary 的 Key 就可以了。如果你需要在 List 內的一個元素放置多個不同的數值，只要使用 tuple 型別並且搜尋這個 List。在這些情況中，tuple 都能正常運作。
Tuples 的實作必須依靠底層的泛型結構型別 (generic struct types): ValueTuple<...>。如果你使用的 target framework 版本還未包含它，你只需要透過 NuGet 取得他們即可:
在 "方案總管" 內的 "專案" 上按右鍵，選擇 "管理 NuGet 套件..."
選擇 "瀏覽" 頁籤，同時在 "套件來源" 項目中選擇 "nuget.org"
搜尋 "System.ValueTuple" 並安裝 |
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發表於 2018-5-18 10:28
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