C# 8.0的计划特性

虽然现在C# 7才发布不久，并且新的版本和特性还在增加中，但是C# 8.0已经为大家公开了一些未来可能出现的新特性。

*注：以下特性只是计划，可能在将来的正式版本会有一些差异

1.Nullable Reference Types

该特性其实本来计划在C#7.x中就引入，但是却被推迟到了下一个版本中。目的是为了避免引用为null的时候而导致的错误。

其核心思想是允许变量类型定义指定是否可以为它们分配空值：

 IWeapon? canBeNull;
 IWeapon cantBeNull;

canBeNull = null;       // no warning
cantBeNull = null;      // warning
cantBeNull = canBeNull; // warning

此时当申明可为nullable的对象赋值为null的时候，编译器就不会提示警告。

canBeNull.Repair();       // warning
cantBeNull.Repair();      // no warning
if (canBeNull != null) {
    cantBeNull.Repair();  // no warning
}

2.Records

records是一个新的语法糖，它简化了原来创建简单类的过程，通过一条语句就可以创建出一个标准的C# 类。

例如下面的代码：

public class Sword(int Damage, int Durability);

它相对于原来的写法是：

public class Sword : IEquatable<Sword>
{
    public int Damage { get; }
    public int Durability { get; }

    public Sword(int Damage, int Durability)
    {
        this.Damage = Damage;
        this.Durability = Durability;
    }

    public bool Equals(Sword other)
    {
        return Equals(Damage, other.Damage) && Equals(Durability, other.Durability);
    }

    public override bool Equals(object other)
    {
        return (other as Sword)?.Equals(this) == true;
    }

    public override int GetHashCode()
    {
        return (Damage.GetHashCode() * 17 + Durability.GetHashCode());
    }

    public void Deconstruct(out int Damage, out int Durability)
    {
        Damage = this.Damage;
        Durability = this.Durability;
    }

    public Sword With(int Damage = this.Damage, int Durability = this.Durability) =>
        new Sword(Damage, Durability);
}

上面的代码段可以看出，该类具有只读属性和初始化它们的构造函数。它实现值的比较，并且重写了GetHashCode，以便在基于哈希的集合中使用，如Dictionary 和 Hashtable。

同时我们还看到在倒数第二个方法是一个解构的方法，它允许我们将Record所创建的对象进行解构为一个元组（关于解构的特性，可以参加C#7.0的特性）

var (damage, durability) = sword;

最后的一个With方法可以供我们创建一个不同属性值的Sword副本对象。

var (damage, durability) = sword;

当然，对于With的方法，C# 也提供了一个语法糖写法：

var strongerSword = sword with { Damage = 8 };

3.Default Interface Methods

在以往的C# 语法中，我们都知道一个Interface只能够申明方法体，却不能对其进行实现：

interface ISample
{
    void M1();                                    // allowed
    void M2() => Console.WriteLine("ISample.M2"); // not allowed
}

按照以往的写法，我们一般是尝试写一些抽象类来作为替代实现：

abstract class SampleBase
{
    public abstract void M1();
    public void M2() => Console.WriteLine("SampleBase.M2");
}

但在C# 8.0中可能引入接口的方法实现功能。

4.Asynchronous Streams

C# 目前是已经支持了迭代器（ iterators ） 和 异步方法。在C#8.0中打算结合现有的两者，推出异步的迭代器，它将基于异步的 IEnumerable 和 IEnumerator 接口：

public interface IAsyncEnumerable<out T>
{
    IAsyncEnumerator<T> GetAsyncEnumerator();
}

public interface IAsyncEnumerator<out T> : IAsyncDisposable
{
    Task<bool> MoveNextAsync();
    T Current { get; }
}

此外，使用异步迭代器还需要IDisposable接口的异步版本：

public interface IAsyncDisposable
{
    Task DisposeAsync();
}

接下来，在使用的时候，可能看上去就像下面这样：

var enumerator = enumerable.GetAsyncEnumerator();
try
{
    while (await enumerator.WaitForNextAsync())
    {
        while (true)
        {
            Use(enumerator.Current);
        }
    }
}
finally
{
    await enumerator.DisposeAsync();
}

当然，这个写法对我们C#的开发人员来说可能还不是太眼熟，因为在传统的迭代器写法上，我们已经习惯了Foreach的写法，因此对于异步迭代器来说，它也会存在对应的一个foreach版本，就如同下面这样：

foreach await (var item in enumerable)
{
    Use(item);
}

async IAsyncEnumerable<int> AsyncIterator()
{
    try
    {
        for (int i = 0; i < 100; i++)
        {
            yield await GetValueAsync(i);
        }
    }
    finally
    {
        await HandleErrorAsync();
    }
}

5.Ranges

这个特性可能相对来说就比较有趣了，它允许我们使用简短的语法来定义一个区间值，比如：

var range = 1..5;

这样就产生了一个表示已声明范围的结构：

struct Range : IEnumerable<int>
{
    public Range(int start, int end);
    public int Start { get; }
    public int End { get; }
    public StructRangeEnumerator GetEnumerator();
    // overloads for Equals, GetHashCode...
}

在实际的应用过程中，我们可以这样来使用它：

Span<T> this[Range range]
{
    get
    {
        return ((Span<T>)this).Slice(start: range.Start, length: range.End - range.Start);
    }
}

foreach (var index in min..max)
{
    // process values
}

switch (value)
{
    case 1..5:
        // value in range
        break;
}

这个特性看上去果然非常的good。

6.Generic Attributes

对泛型特性的支持将为需要类型作为参数的属性提供更好的语法。目前，只能使用以下语法将类型传递给特性：

public class TypedAttribute : Attribute
{
    public TypedAttribute(Type type)
    {
        // ...
    }
}

当有了泛型特性之后，我们可以尝试这样做：

public class TypedAttribute<T> : Attribute
{
    public TypedAttribute()
    {
        // ...
    }
}

　　

public TypedAttribute(T value)
{
    // ...
}

7.Default Literal in Deconstruction

在C# 7.x中引入了default 默认值和解构的概念。在C# 8中将实现两者的共同作用。

要为C#7中的元组的所有成员分配默认值，必须使用元组赋值语法：

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

通过支持解构语法中的默认文字，以下语法也可以实现相同的功能：

(int x, int y) = default;

8.Caller Argument Expression

在C#5中，引入了CallerMemberName, CallerFilePath and CallerLineNumber特性，方便我们能够获取到有关调用方法的一些信息。

就像CallerMemberName在INotifyPropertyChanged中的应用，对于WPF开发的童鞋就在熟悉不过了：

class ViewModel : INotifyPropertyChanged
{
    public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;

    private void OnPropertyChanged([CallerMemberName] string propertyName = null)
    {
        PropertyChanged?.Invoke(this, new PropertyChangedEventArgs(propertyName));
    }

    private int property;

    public int Property
    {
        get { return property; }
        set
        {
            if (value != property)
            {
                property = value;
                OnPropertyChanged();
            }
        }
    }
}

在C#8中可能会引入一个叫做CallerArgumentExpression的特性，它捕获调用方法中的参数：

public Validate(int[] array, [CallerArgumentExpression("array")] string arrayExpression = null)
{
    if (array == null)
    {
        throw new ArgumentNullException(nameof(array), $"{arrayExpression} was null.");
    }
    if (array.Length == 0)
    {
        throw new ArgumentException($"{arrayExpression} was empty.", nameof(array));
    }
}

9.Target-typed new Expression

这可能也将成为将来常用的一个新特性，它将更加简化在申明时候的类型推断。

比如以往我们申明一个对象是这个样子的：

Dictionary<string, string> dictionary = new Dictionary<string, string>(); // without var keyword
var dictionary = new Dictionary<string, string>(); // with var keyword

但是在C#8中，将简化成这样：

class DictionaryWrapper
{
    private Dictionary<string, string> dictionary = new();
    // ...
}

Over：

当然距离C#8真是发布可能还要等一段时间，期间可能也会增加一些其他的特性，真正的体验效果还是一起期待8.0的发布吧