C#9特性record 类型、模式匹配、init 属性详情

C#的特性record 类型、模式匹配、init 属性

一、record 类型

record ，我还是用原词吧，我知道有翻译为“记录类型”的说法。只是，只是，老周老觉得这不太好听，可是老周也找不出更好的词语，还是用回 record吧。

record 是引用类型，跟 class 很像（确实差不多）。那么，用人民群众都熟悉的 class 不香吗，为何要新增个 record 呢？答：为了数据比较的便捷。

不明白？没事，往下看。最近有一位热心邻居送了老周一只宠物：

   public class Cat
   {
       public string Nick { get; set; }
       public string Name { get; set; }
       public int Age { get; set; }
   }

这只新宠物可不简单，一顶一的高级吃货。鱼肉、猪肉、鸡腿、饼干、豆腐、面包、水果、面条、小麦、飞蛾……反正，只要它能塞进嘴里的，它都吃。

接下来，我们 new 两个宠物实例。

           // 两个实例描述的是同一只猫
           Cat pet1 = new Cat
           {
               Nick = "松子",
               Name = "Jack",
               Age = 1
           };
           Cat pet2 = new Cat
           {
               Nick = "松子",
               Name = "Jack",
               Age = 1
           };

// 居然不是同一只猫
           Console.WriteLine("同一只？{0}", pet1 == pet2);

其实，两个实例描述的都是我家的乖乖。可是，输出的是：

同一只？False

这是因为，在相等比较时，人家关心的类型引用——引用的是否为同一个实例。但是，在数据处理方案中，我们更关注对象中的字段/属性是否相等，即内容比较。

现在，把 Cat 的声明改为 record 类型。

   public record Cat
   {
       public string Nick { get; set; }
       public string Name { get; set; }
       public int Age { get; set; }
   }

然后同样用上面的 pet1 和 pet2 实例进行相等比较，得到预期的结果：

同一只？True

record 类型让你省去了重写相等比较（重写 Equals、GetHashCode 等方法或重载运算符）的逻辑。

实际上，代码在编译后 record 类型也是一个类，但自动实现了成员相等比较的逻辑。以前你要手动去折腾的事现在全交给编译器去干。

假如，有一个 User 类型，用于表示用户信息（包括用户名、密码），然后这个 User 类型在数据处理方案中可能会产生N多个实例。例如你根据条件从EF模型中筛选出一个 User 实例 A，根据用户输入的登录名和密码产生了 User 实例 B。为了验证用户输入的登录信息是否正确，如果 User 是 class，你可能要这样判断：

if(A.UserName == B.UserName && A.Password == B.Password)
{
   ..................
}

但要是你把 User 定义为 record 类型，那么，一句话的工夫：

A == B

二、模式匹配（Pattern Matching）

"模式匹配"这个翻译感觉怪怪滴，老周还没想出什么更好的词语。模式匹配并不是什么神奇的东西，它只是在对变量值进行检测时的扩展行为。以前，老感觉C++/C# 的 switch 语句不够强大，因为传统的用法里面，每个 case 子句只能比较单个常量值。比如

 int 考试成绩 = 85;

switch (考试成绩)
           {
               case 10:
                   Console.WriteLine("才考这么点破分啊");
                   break;
               case 50:
                   Console.WriteLine("还差一点，就合格了");
                   break;
               case 85:
                   Console.WriteLine("真是秀");
                   break;
               case 90:
                   Console.WriteLine("奇迹发生");
                   break;
           }

我幻想着，要是能像下面这样写就好了：

           switch (考试成绩)
           {
               case 0:
                   Console.WriteLine("缺考？");
                   break;
               case > 0 && <= 30:
                   Console.WriteLine("太烂了");
                   break;
               case > 30 && < 60:
                   Console.WriteLine("还是不行");
                   break;
               case >= 60 && < 80:
                   Console.WriteLine("还得努力");
                   break;
               case >= 80 && < 90:
                   Console.WriteLine("秀儿，真优秀");
                   break;
               case >= 90 && <= 100:
                   Console.WriteLine("不错，奇迹");
                   break;
           }

等了很多年很多年（“千年等一回，等……”）以后，终于可以实现了。

         switch (考试成绩)
           {
               case 0:
                   Console.WriteLine("缺考？");
                   break;
               case > 0 and <= 30:
                   Console.WriteLine("太烂了");
                   break;
               case > 30 and < 60:
                   Console.WriteLine("还是不行");
                   break;
               case >= 60 and < 80:
                   Console.WriteLine("还得努力");
                   break;
               case >= 80 and < 90:
                   Console.WriteLine("秀儿，真优秀");
                   break;
               case >= 90 and <= 100:
                   Console.WriteLine("不错，奇迹");
                   break;
           }

有时候，不仅要检测对象的值，还得深入到其成员。比如下面这个例子，Order类表示一条订单信息。

   public class Order
   {
       public int ID { get; set; }
       public string Company { get; set; }
       public string ContactName { get; set; }
       public float Qty { get; set; }
       public decimal UP { get; set; }
       public DateTime Date { get; set; }
   }

前不久，公司接到一笔Order，做成了收益应该不错。

           Order od = new Order
           {
               ID = 11,
               Company = "大嘴狗贸易有限公司",
               ContactName = "陈大爷",
               Qty = 425.12f,
               UP = 1000.55M,
               Date = new(2020, 10, 27)
           };

假如我要在变量 od 上做 switch，看看，就这样：

           switch (od)
           {
               case { Qty: > 1000f }:
                   Console.WriteLine("发财了，发财了");
                   break;
               case { Qty: > 500f }:
                   Console.WriteLine("好家伙，年度大订单");
                   break;
               case { Qty: > 100f }:
                   Console.WriteLine("订单量不错");
                   break;
           }

咦？这，这是什么鬼？莫惊莫惊，这不是鬼。它的意思是判断 Qty 属性的值，如果订单货量大于 100 就输出“订单量不错”；要是订单货量大于 1000，那就输出“发财了，发财了”。

但你会说，这对大括号怎么来的呢？还记得这种 LINQ 的写法吗？

   from x in ...
       where x.A ...
       select new {
           Prop1 = ...,
           Prop2 = ...,
           ................
       }            

new { ... } 是匿名类型实例，那如果是非匿名类型呢，看看前面的 Cat 实例初始化。

    Cat {
        ..........
    }

这就对了，这对大括号就是构造某实例的成员值用的，所以，上面的 switch 语句其实是这样写的：

           switch (od)
           {
               case Order{ Qty: > 1000f }:
                   Console.WriteLine("发财了，发财了");
                   break;
               case Order{ Qty: > 500f }:
                   Console.WriteLine("好家伙，年度大订单");
                   break;
               case Order{ Qty: > 100f }:
                   Console.WriteLine("订单量不错");
                   break;
           }

Order{ ... } 就是匹配一个 Order 对象实例，并且它的 Qty 属性要符合 ... 条件。由于变量 od 始终就是 Order 类型，所以，case 子句中的 Order 就省略了，变成

               case { Qty: > 1000f }:
                   Console.WriteLine("发财了，发财了");
                   break;

如果出现多个属性，则表示为多个属性设定匹配条件，它们之间是“且”的关系。比如

               case { Qty: > 100f, Company: not null }:
                   Console.WriteLine("订单量不错");
                   break;

猜猜啥意思？这个是可以“望文生义”的，Qty 属性的值要大于 100，并且 Company 属性的值不能为 null。不为 null 的写法是 not null，不要写成 !null，因为这样太难看了。

如果你的代码分支较少，你可以用 if 语句的，只是得配合 is 运算符。

           if (od is { UP: < 3000M })
           {
               Console.WriteLine("报价不理想");
           }

但是，这个写法目前有局限性，它只能用常量值来做判断，你要是这样写就会报错。

           if (od is { Date: < DateTime.Now })
           {
               ................
           }

DateTime.Now 不是常量值，上面代码无法通过编译。

is 运算符以前是用来匹配类型的，上述的用法是它的语法扩展。

           object n = 5000000L;
           if(n is long)
           {
               Console.WriteLine("它是个长整型");
           }

进化之后的 is 运算符也可以这样用：

           object n = 5000000L;
           if(n is long x)
           {
               Console.WriteLine("它是个长整型，存放的值是：{0}", x);
           }

如果你在 if 语句内要使用 n 的值，就可以顺便转为 long 类型并赋值给变量 x，这样就一步到位，不必再去写一句 long x = (long)n 。

如果 switch... 语句在判断之后需要返回一个值，还可以把它变成表达式来用。咱们把前面的 Order 例子改一下。

           string message = od switch
           {
               { Qty: > 1000f }    => "发财了",
               { Qty: > 500f }     => "年度大订单",
               { Qty: > 100f }     => "订单量不错",
               _                   => "未知"
           };

Console.WriteLine(message);

这时候你得注意：

1. switch 现在是表达式，不是语句块，所以最后大括号右边的分号不能少；

2. 因为 switch 成了表达式，就不能用 case 子句了，所以直接用具体的内容来匹配；

3. 最后返回“未知”的那个下划线（_），也就是所谓的“弃婴”，哦不，是“弃元”，就是虽然赋了值但不需要使用的变量，可以直接丢掉。这里就相当于 switch 语句块中的 default 子句，当前面所有条件都不能匹配时，就返回“未知”。

三、属性的 init 访问器

要首先得知道，这个 init 只用于只读属性的初始化阶段，对于可读可写的属性，和以前一样，直接 get; set; 即可。

有人说这个 init 不知干啥用，那好，咱们先不说它，先来看看 C# 前些版本中新增的属性初始化语句。

   public class Dog
   {
       public int No { get; } = 0;
       public string Name { get; } = "no name";
       public int Age { get; } = 1;
   }

你看，这样就可以给属性分配初始值了，那还要 init 干吗呢？

好，我给你制造一个问题——我要是这样初始化 Dog 类的属性，你试试看。

           Dog x = new Dog
           {
               No = 100,
               Name = "吉吉",
               Age = 4
           };

试一下，编译会出错吧。

有些情况，你可以在属性定义阶段分配初始值，但有些时候，你必须要在代码中初始化。在过去，我们会通过定义带参数的构造函数来解决。

   public class Dog
   {
       public int No { get; } = 0;
       public string Name { get; } = "no name";
       public int Age { get; } = 1;

public Dog(int no, string name, int age)
       {
           No = no;
           Name = name;
           Age = age;
       }
   }

然后，这样初始化。

  Dog x = new(1001, "吉吉", 4);

可是，这样做的装逼指数依然不够高，你总不能每个类都来这一招吧，虽然不怎么辛苦，但每个类都得去写一个构造函数，不利落。

于是，init 访问器用得上了，咱们把 Dog 类改改。

   public class Dog
   {
       public int No { get; init; }
       public string Name { get; init; }
       public int Age { get; init; }
   }

你不用再去写带参数的构造函数了，实例化时直接为属性赋值。

           Dog x = new Dog
           {
               No = 100,
               Name = "吉吉",
               Age = 4
           };

这样一来，这些只读属性都有默认的初始值了。

当然，这个赋值只在初始化过程中有效，初始化之后你再想改属性的值，没门！

           x.Name = "冬冬";  //错误
           x.Age = 10;       //错误

来源：https://www.cnblogs.com/tcjiaan/p/13947928.html