Що нового буде в C# 9?

6 февраля, 13:43
5835
0

Наступним релізом C# стане С# 9. У плані розвитку вже описано 39 пропозицій (proposals) для дев'ятої версії. Але які пропозиції будуть впроваджені і в якій версії?

Найбільш важливі функції, заплановані в C# 9, це новий тип - записи (records), диз'юнктні об'єднання (discriminated unions), поліпшення зіставлення зі зразком (pattern matching), додаткова цільова типізація існуючих конструкцій, таких як тернарні вирази і вирази об'єднання з null.

Зазначені особливості ще не знаходяться на завершальній стадії. І остаточний синтаксис може відрізнятися від описаного в proposals.

Записи

Записи (records) представляють собою нову спрощену форму оголошення класів C # і структурних типів. Опис цього нового типу дано на GitHub.

Записи номінально типізовані і можуть мати методи, властивості, оператори і т.д., дозволяють проводити структурне порівняння. За замовчуванням властивості запису доступні тільки для читання. Записи можуть бути Value Type або Reference Type.

Запис може бути визначениц наступним чином:

public class Point3D { public int X { get; set; } public int Y { get; set; } public int Z { get; set; } }

У разі незмінного типу пропонується використовувати новий модифікатор initonly, який можна застосовувати до властивостей і полів:

public class Point3D { public initonly int X { get; } public initonly int Y { get; } public initonly int Z { get; } ... ... }

Створення об'єкта запису:

void DoSomething() { var point3D = new Point3D() { X = 1, Y = 1, Z =1 }; }

Використання записів з with-виразами

У вступній частині заявки на впровадження записів в якості нового елемента пропонуються with-вирази. За допомогою with можна відразу змінювати копію об'єкта запису:

public class Demo { public void DoIt() { var point3D = new Point3D() { X = 1, Y = 1, Z =1 }; Console.WriteLine(point3D); } }

var newPoint3D = point3D with {X = 42};

Створена нова точка newPoint3D аналогічна існуючії point3D, але значення X змінено на 42.

Рівність

Записи порівнюються за структурою, а не за посиланням:

void DoSomething() { var point3D1 = new Point3D() { X = 1, Y = 1, Z =1 }; var point3D2= new Point3D() { X = 1, Y = 1, Z =1 }; var compareRecords = point3D1 == point3D2; // true }

Диз'юнктне об'єднання

Термін диз'юнктне об'єднання (discriminated union, disjoint union) запозичений з математики. Наприклад, є пов'язані безлічі A0 = {(5,0), (6,1)}і A1 = {(7,2)}. Диз'юнктне об'єднання полягає в об'єднанні «копій» множин, що не пересікаються:

A0 ⊔ A1 = {(5,0), (6,1), (7,2)}

Пропонована функціональність диз'юнктного об'єднання в C# 9 аналогічна F# і дозволяє визначати типи, які можуть містити будь-яку кількість різних типів даних, об'єднання корисні для різних неоднорідних даних і створення простих ієрархічних структур.

Приклад диз'юнктного об'єднання в F#:

type Person = {firstname:string; lastname:string} // определяем запись type ByteOrBool = Y of byte | B of bool type MixedType = | P of Person // використаємо запис, введений вище | U of ByteOrBool // використаємо запис, введений вище let unionRecord = MixedType.P({firstname="Bassam"; lastname= "Alugili"}); let unionType1 = MixedType.U( B true); // Boolean type let unionType2 = MixedType.U( Y 86uy); // Byte type

Візьмемо для диз'юнктного об'єднання в С# 9 пару сутностей:

// Знаходимо запис public class Person { public initonly string Firstname { get; } public initonly string Lastname { get; } }; enum class ByteOrBool { byte Y; bool B;}

У другому випадку ми хочемо тип, який відображає всі можливі цілі числа і всі можливі булеві значення:

У нашому випадку новий тип ByteOrBool - це «сума» байтового і логічного типів. Як і в F#, сумарний тип називається discriminated union (диз'юнктне об'єднання).

enum class MixedType { Person P; ByteOrBool U; }

Створення екземпляра об'єднання:

var person = new Person() { Firstname = ”Bassam”; Lastname = “Alugili”; }; var unionRecord = new MixedType.P(person); // Record C# 9 var unionType1 = new MixedType.U( B true); // Boolean type var unionType2 = new MixedType.U( Y 86uy); // Byte type

Використання диз'юнктних об'єднань

Наведені нижче приклади демонстративні, тільки для кращого розуміння пропонованих нововведень.

1. Обробка винятків, як в Java:

try { … … } catch (CommunicationException | SystemException ex) { //Тут опрацьовуємо CommunicationException и SystemException }

2. Обмеження типу:

public class GenericClass<T> where T : T1 | T2 | T3

Універсальний клас може належати одному з типів T1, T2 або T3.

3. Гетерогенні колекції:

var crazyCollectionFP = new List<int|double|string>{1, 2.3, "bassam"};

4. Комбінація змінних / значень / виразів різних типів через оператори ? :, ?? або вираз switch:

var result = x switch { true => "Successful", false => 0 };

Тип результату тут буде string | int.

5. Якщо кілька перевантажень будь-якого методу мають однакові реалізації, їх можна об'єднати. Наприклад, наступний набір

void logInput(int input) => Console.WriteLine($"The input is {input}"); void logInput(long input) => Console.WriteLine($"The input is {input}"); void logInput(float input) => Console.WriteLine($"The input is {input}");

може бути замінений на єдиний рядок:

void logInput(int|long|float input) => Console.WriteLine($"The input is {input}");

6. Можна використовувати підхід для типів, що повертаються:

public int|Exception Method() // возвращение исключения public class None {} public typealias Option<T> = T | None; // Option type public typealias Result<T> = T | Exception; // Result type

Оператор об'єднання з null

Йдеться про дозвіл неявного перетворення для виразів, в яких відбувається об'єднання з null. Ось приклад в C# 8:

void M(List<int> list, uint? u) { IEnumerable<int> x = list ?? (IEnumerable<int>)new[] { 1, 2 }; // C# 8 var l = u ?? -1u; // C# 8 }

У C# 9 той же код буде виглядати так:

void M(List<int> list, uint? u) { IEnumerable<int> x = list ?? new[] { 1, 2 }; // C# 9 var l = u ?? -1; // C# 9 }

Вираз new

Розглянемо приклад з офіційної пропозиції.

IEnumerable<KeyValuePair<string, string>> Headers = new[] { new KeyValuePair<string, string>("Foo", foo), new KeyValuePair<string, string>("Bar", bar), }

Наведений код може бути спрощений до наступного

IEnumerable<KeyValuePair<string, string>> Headers = new KeyValuePair<string, string>[] { new("Foo", foo), new("Bar", bar), }

Але вам все одно потрібно повторно вказати тип після ініціалізації поля / властивості. Найближче, що можна отримати, це щось на зразок:

IEnumerable<KeyValuePair<string, string>> Headers = new[] { new KeyValuePair<string, string>("Foo", foo), new("Bar", bar), }

Для повноти картини можна запропонувати також зробити new[] виразом з типом цільового об'єкта.

IEnumerable<KeyValuePair<string, string>> Headers = new[] { new("Foo", foo), new("Bar", bar), }

Атрибут виразу, що викликається

Ідея полягає в тому, щоб дозволити об'єкту, що викликається «структурувати» вирази, передані на місце виклику. Конструктор атрибута прийме строковий аргумент, який визначає ім'я аргументу для строкового перетворення.

public static class Verify { public static void InRange(int argument, int low, int high, [CallerArgumentExpression("argument")] string argumentExpression = null, [CallerArgumentExpression("low")] string lowExpression = null, [CallerArgumentExpression("high")] string highExpression = null) { if (argument < low) { throw new ArgumentOutOfRangeException(paramName: argumentExpression, message: $ " {argumentExpression} ({argument}) cannot be less than {lowExpression} ({low})."); } if (argument > high) { throw new ArgumentOutOfRangeException(paramName: argumentExpression, message: $ "{argumentExpression} ({argument}) cannot be greater than {highExpression} ({high})."); } } public static void NotNull < T > (T argument, [CallerArgumentExpression("argument")] string argumentExpression = null) where T: class { if (argument == null) throw new ArgumentNullException(paramName: argumentExpression); } } // CallerArgumentExpression: перетворює вираз в строку! Verify.NotNull(array); // paramName: "масив" // paramName: "индекс" // Повідомлення про помилку через неправильний Index: "index (-1) cannot be less than 0 (0).", or // "index (6) cannot be greater than array.Length - 1 (5)." Verify.InRange(index, 0, array.Length - 1);

Спрощена default-деконструкція кортежу:

У C# 7 зіставляємо кожній змінній default:

(int x, string y) = (default, default);

У C# 9 простіше:

(int x, string y) = default;

Вільний порядок модифікаторів ref і partial

При оголошенні класу можна вказувати partial перед ref:

public ref partial struct {} // C# 7 public partial ref struct {} // C# 9

Перевірка на null

Завдання - спростити стандартну null перевірку параметрів, використовуючи невелику анотацію параметрів. Ця функція відноситься до поліпшення якості коду. .

// в C# 1..7.x void DoSomething(string txt) { if (txt is null) { throw new ArgumentNullException(nameof(txt)); } … } // для C# 9 void DoSomething (string txt!) { … }

Порожні параметри для лямбда-виразів

Ідея полягає в тому, щоб дозволити при введенні лямбда-виразів множинні оголошення параметрів з ім'ям _. В цьому випадку параметри є «скинутими» (discard) і не можуть використовуватися всередині лямбди:

Func zero = (_,_) => 0; (_,_) => 1, (int, string) => 1, void local(int , int);

Атрибути локальних функцій

Ідея полягає в тому, щоб дозволити атрибутам бути частиною оголошення локальної функції.

приклад:

static void Main(string[] args) { static bool LocalFunc([NotNull] data) { return true; } }

Ще один приклад використання - з EnumeratorCancellation для параметра CancellationToken локальної функції, що реалізує асинхронний итератор, що часто зустрічається при реалізації операторів запитів.

public static IAsyncEnumerable Where(this IAsyncEnumerable source, Func predicate) { if (source == null) throw new ArgumentNullException(nameof(source)); if (predicate == null) throw new ArgumentNullException(nameof(predicate)); return Core(); async IAsyncEnumerable<T> Core([EnumeratorCancellation] CancellationToken token = default) { await foreach (var item in source.WithCancellation(token)) { if (predicate(item)) { yield return item; } } } }

Native Int

Пропонується ввести набір нативних типів (nint, nuint). Планується, що дизайн нових типів даних дозволить одному вихідному файлу C# використовувати 32- або 64-розрядні сховища в залежності від типу платформи хоста і налаштувань компіляції.

Тип визначається ОС:

nint nativeInt = 55; // 4 байта при компиляції в 32 біт системі nint nativeInt = 55; // 8 байт при компиляції в 64 біт системі з x64 налаштуваннями

Покажчики на функції

Термін «покажчик на функцію» багатьом відомий з С/С++. В зміннії зберігається адреса функції, яка згодом може бути викликана через покажчик цієї функції. Покажчики на функції можна викликати і передавати їм аргументи, як при звичайному виконанні функції.

Покажчик на функцію C# дозволяє оголошувати покажчики з використанням синтаксису func*. Це схоже на синтаксис, який використовується при оголошенні делегатів:

unsafe class Example { void Example(Action<int> a, delegate*<int, void> f) { a(42); f(42); } }