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前言
预计在 2024 年 11 月，C# 13 将与 .NET 9 一起正式发布。今年的 C# 更新主要集中在 ref struct 上进行了许多改进，并添加了许多有助于进一步提高生产力的便利功能。
本文将介绍预计将在 C# 13 中添加的功能。
注意：目前 C# 13 还未正式发布，因此以下内容可能会发生变化。
在迭代器和异步方法中使用 ref 和 ref struct
在使用 C# 进行编程时，你是否经常使用 ref 变量和 Span 等 ref struct 类型？然而，这些不能在迭代器和异步方法中使用，于是必须使用局部函数等来避免在迭代器和异步方法中直接使用 ref 变量 ref struct 类型，这非常不方便。
这个缺点在 C# 13 中得到了改善，现在迭代器和异步方法也可以使用 ref 和 ref struct 了！
在迭代器中使用 ref 和 ref struct 的例子：- IEnumerable<float> GetFloatNumberFromIntArray(int[] array)
- {
- for (int i = 0; i < array.Length; i++)
- {
- Span<int> span = array.AsSpan();
- // 进行一些处理...
- ref float v = ref Unsafe.As<int, float>(ref array[i]);
- yield return v;
- }
- }
- async Task ProcessDataAsync(int[] array)
- {
- Span<int> span = array.AsSpan();
- // 进行一些处理...
- ref int element = ref span[42];
- element++;
- await Task.Yield();
- }
但是，有一点需要注意，ref 变量和 ref struct 类型的变量不能超出 yield 和 await 的边界使用。例如，以下示例将导致编译错误。- async Task ProcessDataAsync(int[] array)
- {
- Span<int> span = array.AsSpan();
- // 进行一些处理...
- ref int element = ref span[42];
- element++;
- await Task.Yield();
- element++; // 错误：对 element 的访问超出了 await 的边界
- }
在 C# 中，可以使用 ref 来获取变量的引用。这样，就可以通过引用来更改原始变量。以下是一个例子：- void Swap(ref int a, ref int b) // ref 表示引用
- {
- int temp = a;
- a = b;
- b = temp; // 到这里，a 和 b 已经交换了
- }
- int x = 1;
- int y = 2;
- Swap(ref x, ref y); // 获取 x 和 y 的引用，调用 Swap 来交换 x 和 y
顺便一提，ref struct 之所以带有 ref，是因为 ref struct 的实例只能存在于堆栈上，其遵循的生命周期规则与 ref 变量相同。
allows ref struct 泛型约束
在以前，ref struct 不能作为泛型类型参数使用，因此，考虑到代码的可重用性，引入了泛型，但最终 ref struct 不能使用，必须为 Span 或 ReadOnlySpan 重新编写相同的处理，于是就很麻烦。
在 C# 13 中，泛型类型也可以使用 ref struct 了：- using System;
- using System.Numerics;
- Process([1, 2, 3, 4], Sum); // 10
- Process([1, 2, 3, 4], Multiply); // 24
- T Process<T>(ReadOnlySpan<T> span, Func<ReadOnlySpan<T>, T> method)
- {
- return method(span);
- }
- T Sum<T>(ReadOnlySpan<T> span) where T : INumberBase<T>
- {
- T result = T.Zero;
- foreach (T value in span)
- {
- result += value;
- }
- return result;
- }
- T Multiply<T>(ReadOnlySpan<T> span) where T : INumberBase<T>
- {
- T result = T.One;
- foreach (T value in span)
- {
- result *= value;
- }
- return result;
- }
- public delegate TResult Func<in T, out TResult>(T arg)
- where T : allows ref struct
- where TResult : allows ref struct;
这确实是一个方便的功能。
ref struct 也可以实现接口
在 C# 13 中，ref struct 可以实现接口。
如果将此功能与 allows ref struct 结合使用，那么也可以通过泛型类型传递引用：- using System;
- using System.Numerics;
- int a = 10;
- // 使用 Ref<int> 保存 a 的引用
- Ref<int> aRef = new Ref<int>(ref a);
- // 传递 Ref<int>
- Increase<Ref<int>, int>(aRef);
- Console.WriteLine(a); // 11
- void Increase<T, U>(T data) where T : IRef<U>, allows ref struct where U : INumberBase<U>
- {
- ref U value = ref data.GetRef();
- value++;
- }
- interface IRef<T>
- {
- ref T GetRef();
- }
- // 为 Ref<T> 这样的 ref struct 实现接口
- ref struct Ref<T> : IRef<T>
- {
- private ref T _value;
- public Ref(ref T value)
- {
- _value = ref value;
- }
- public ref T GetRef()
- {
- return ref _value;
- }
- }
集合类型和 Span 也可以使用 params
在以前，params 只能用于数组类型，但从 C# 13 开始，它也可以用于其他集合类型和 Span。
params 是一种功能，允许在调用方法时直接指定任意数量的参数。
例如，- Test(1, 2, 3, 4, 5, 6);
- void Test(params int[] values) { }
从 C# 13 开始，除了数组类型外，其他集合类型、Span、ReadOnlySpan 类型以及与集合相关的接口也可以添加 params：- Test(1, 2, 3, 4, 5, 6);
- void Test(params ReadOnlySpan<int> values) { }
- // 或者
- Test(1, 2, 3, 4, 5, 6);
- void Test(params List<int> values) { }
- // 接口也可以
- Test(1, 2, 3, 4, 5, 6);
- void Test(params IEnumerable<int> values) { }
field 关键字
在实现 C# 的属性时，经常需要定义一大堆字段，如下所示...- partial class ViewModel : INotifyPropertyChanged
- {
- // 定义字段
- private int _myProperty;
- public int MyProperty
- {
- get => _myProperty;
- set
- {
- if (_myProperty != value)
- {
- _myProperty = value;
- OnPropertyChanged();
- }
- }
- }
- }
- partial class ViewModel : INotifyPropertyChanged
- {
- public int MyProperty
- {
- // 只需使用 field
- get => field;
- set
- {
- if (field != value)
- {
- field = value;
- OnPropertyChanged();
- }
- }
- }
- }
这也非常方便！
部分属性
在编写 C# 时，常见的问题之一是：属性不能添加 partial 修饰符。
在 C# 中，可以在类或方法上添加 partial，以便分别进行声明和实现。此外，还可以分散类的各个部分。它的主要用途是在使用源代码生成器等自动生成工具时，指定要生成的内容。
例如：- partial class ViewModel
- {
- // 这里只声明方法，实现部分由工具自动生成
- partial void OnPropertyChanged(string propertyName);
- }
- partial class ViewModel : INotifyPropertyChanged
- {
- public event PropertyChangedEventHandler? PropertyChanged;
- partial void OnPropertyChanged(string propertyName)
- {
- PropertyChanged?.Invoke(this, new(propertyName));
- }
- }
从 C# 13 开始，属性也支持 partial：- partial class ViewModel
- {
- // 声明部分属性
- public partial int MyProperty { get; set; }
- }
- partial class ViewModel
- {
- // 部分属性的实现
- public partial int MyProperty
- {
- get
- {
- // ...
- }
- set
- {
- // ...
- }
- }
- }
锁对象
众所周知，lock 是一种功能，通过监视器用于线程同步。- object lockObject = new object();
- lock (lockObject)
- {
- // 关键区
- }
为了解决这个问题，C# 13 实现了锁对象。要使用此功能，只需用 System.Threading.Lock 替换被锁定的对象即可：- using System.Threading;
- Lock lockObject = new Lock();
- lock (lockObject)
- {
- // 关键区
- }
初始化器中的尾部索引
索引运算符 ^ 可用于表示集合末尾的相对位置。从 C# 13 开始，初始化器也支持此功能：- var x = new Numbers
- {
- Values =
- {
- [1] = 111,
- [^1] = 999 // ^1 是从末尾开始的第一个元素
- }
- // x.Values[1] 是 111
- // x.Values[9] 是 999，因为 Values[9] 是最后一个元素
- };
- class Numbers
- {
- public int[] Values { get; set; } = new int[10];
- }
在 Unicode 字符串中，可以使用 \e 代替 \u001b 和 \x1b。\u001b、\x1b 和 \e 都表示转义字符。它们通常用于表示控制字符。
- \u001b 表示 Unicode 转义序列，\u 后面的 4 位十六进制数表示 Unicode 代码点
- \x1b 表示十六进制转义序列，\x 后面的 2 位十六进制数表示 ASCII 代码
- \e 表示转义字符本身
推荐使用 \e 的原因是，可以避免在十六进制中的混淆。
例如，如果 \x1b 后面跟着 3，则变为 \x1b3，由于 \x1b 和 3 之间没有明确的分隔，因此不清楚应该分别解释成 \x1b 和 3，还是放在一起解释。
如果使用 \e，则可以避免混淆。
其他
除了上述功能外，方法组中的自然类型和方法重载中的优先级也有一些改进，但在本文中省略。如果想了解更多信息，请参阅文档。
结语
C# 正在年复一年地进化，对我来说 C# 13 的更新中实现了许多非常实用且方便的功能，解决了不少实际的痛点。期待 .NET 9 和 C# 13 的正式发布～
来源:https://www.cnblogs.com/hez2010/p/18326521/whats-new-in-csharp-13
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