.NET C# 7 語法 新特性 快速預覽 （軟體開發）

目前最新的 Visual Studio 15 發表的預覽版中，我們可以看出來，微軟決定為眾多的 .NET C# 開發人員，而新增了下列的 C# 7 語法新功能特色 。

元組值類型
.NET 提供了一個元組（Tuple）類型，但具體在 C# 中使用時卻存在著各種各樣的問題。由於元組類型是一個引用類型（Reference），而也因此在一些對於性能相當敏感的程式碼行中，開發者很可能會避免因使用它而造成 GC（Garbage Collection) 的開銷成本。同時，元組類型是不可變的，雖然這使跨線程( Thread) 共享變得更安全，但也意味著每次進行變更都必須分配一個新的對象。


為了應對這一問題，C# 7 將提供一個值類型(Value)的元組。這是一個可變類型，對那些重視性能的程式碼來說，這種方式將更為高效。同時，作為值類型，它在每次進行分配時都會生成一個拷貝，因此幾乎沒有產生多線程(Multi-Thread) 問題的風險。
程式開發人員現在可以透過下列語法創建一個元組：
var result = (6， 20);
你也可以選擇對元組中的值進行命名，這一點並不是必須的，只是讓程式碼具有更好的可讀性。
var result = (count: 6 sum: 20);

你可能會想，“很棒的特性，但我自己也能寫得出來”。但下一個特性才是重頭戲。
多返回值，在類C風格的語言中，要在一個函數中返回兩個值始終是一件麻煩事。你只能選擇將結果封裝成某種結構，或是使用輸出參數。與許多函數式編程語言一樣，C#選擇了第一種方式為你提供這一特性：
(int, int) Tally (IEnumerable<int> list)

可以看到，在這裡使用泛用的元組有一個基本問題：我們將無從得知每個字段的作用。因此，C#選擇通過一個編譯器花招對結果進行命名：
(int Count, int Sum) Tally (IEnumerable<int> list)

我們在此需要強調一點：C#並沒有生成一個新的匿名類型，你所獲得的仍舊是一個元組，但編譯器將假設它的屬性為 Count 和 Sum，而不是 Item1 和 Item2。所以，以下程式碼行的作用都是等價的：

var result = Tally (list);
Console.WriteLine (result.Item1);
Console.WriteLine (result.Count);

請注意一點，我們現在還不具備多賦值語法，如果這種語法最終實現，那麼它的用法可能是這樣的：
(count, sum) = Tally (list);

除了提供簡單的功能性函數之外，多返回值的實用性還體現在非同步的程式碼的編寫上，因為在 async 函數中是不允許使用 out 參數的。
模式匹配：改進的 Switch 語法塊
VB 與函數式程序員對於 C# 抱怨得最多的一點就是 C# 中的 switch 語句功能十分有限。 VB 開發者希望能夠進行範圍匹配，而習慣了F#或 Haskell 的開發者則希望能夠使用分解式的模式匹配。 C#打算同時提供這兩種特性。

在對類型進行模式匹配時，你可以創建一個變量以保存轉型的結果。舉例來說，在對一個 System.Object 使用 switch 語句時，你可以編寫以下程式碼：
case int x:
如果該對像是數值類型，則變量x將得以賦值。否則的話，程序將按從上至下的順序檢查下一個 case 語句塊。如果你想更具體地進行匹配，還可以使用範圍檢查：
case int x when x > 0:
case int y:
在這個示例中，如果該對像是正整數，則x程式碼塊將被執行。如果對像是 0 或負整數，而y程式碼塊將被執行。
如果需要檢查 null 值，則只需使用以下語法：
case null;

模式匹配：分解
目前為止，我們僅僅展示了某種對 VB 中已有的特性所做的增量式改進，而模式匹配真正的強大之處在於分解，它可以將某個對象完全拆開，考慮一下以下語法：
if (person is Professor ​​{Subject is var s, FirstName is "Scott"})
這段程式碼完成了兩件事：
它創建了一個本地變量s，將其賦值為((Professor) person) .Subject。
它執行了一次相等性檢查 ((Professor) person) .FirstName == "Scott"。
如果將其用C# 6 程式碼改寫則是這樣：

var temp = person as Professor;
if (temp != null && temp.F​​irstName == "Scott")
{
    var s = temp.Subject

在最終發布中，我們預計能夠同時看到對 switch 語句塊的這兩種改進。
引用返回對於大數據結構進行引用傳遞比起值傳遞要快得多，因為後者需要對整個結構進行拷貝。與之類似，返回一個大數據結構的引用一樣能夠提升速度。
在類似於C這樣的語言中，可以通過指針返回某個結構的引用。這種方式會帶來一個常見的問題，即指針所指向的內存可能會因為某種原因而已經被回收了。
C#通過使用引用的方式迴避這一問題，引用本身是一個附加了規則的指針。最重要的一條規則是，你不能夠返回某個本地變量的引用。如果你嘗試這樣做，那麼該變量所引用的棧信息在函數返回時就已經變得不可訪問了。

在微軟的展示程式碼中，它所返回的引用指向一個數組中的某個結構。由於它實質上是指向數組中某個元素的指針，因此隨後可以對數組本身進行修改。舉例來說：

var x = ref FirstElement (myArray)
x = 5; //MyArray[0] now equals 5

這一語法的用例是對性能高度敏感的程式碼，在大多數應用中都無需使用這一特性。
二進製字面值（Binary Literals）
此次發布還引入了一個小特性，即二進製字面值。這一語法只是一個簡單的前綴而已，例如 5 可以表示為“0b0101”。這一特性的主要用例是設置基於 flag 的枚舉，以及創建位掩碼（bitmask），以用於與C風格語言的互操作。
本地函數
本地函數是指在另一個函數中所定義的函數。第一眼看來，本地函數似乎只是比匿名函數稍好的一種語法。但它實際上還存在幾個優點：
首先，你無需為其分配一個委託以保存該函數。這不僅減少了內存壓力，同時還允許編譯器對該函數進行內聯操作。
其次，在創建閉包時，也無需為其分配一個對象，因為它能夠直接訪問本地變量。這一點同樣能夠改善性能，因為它也減少了 GC 的壓力。
按照第二條規則推算，你將無法創建一個指向本地函數的委託。這一點對於程式碼的組織其實是一個優點，因為你無需創建獨立的函數，並且將現有函數的狀態作為顯式的參數進行傳遞。
部分類的改進
最後演示的特性是一種處理部分類的新方式。在過去，部分類的應用是基於程式碼生成優先的概念而出現的。所生成的會程式碼將包含一系列部分方法，開發者可以選擇實現這些方法，以調整類的行為。
通過新的“replace”語法，開發者就多了一種新選擇，能夠以最直接的方式編寫程式碼，隨後再引入程式碼生成器，並重寫這些方法。以下將通過一個簡單的示例表現開發者的程式碼編寫方式：
public string FirstName {get; set;}
簡單又清晰，但完全不符合 XAML 風格應用的寫法。因此，程式碼生成器將生成如下程式碼：
private string m_FirstName;
static readonly PropertyChangedEventArgs s_FirstName_EventArgs =new PropertyChangedEventArgs ("FirstName")
 
replace public string FirstName {
    get {
        return m_FirstName;
    }
    set {
        if (m_FirstName == value)
            return;
    m_FirstName = value;
    PropertyChanged?.Invoke (this, m_FirstName_EventArg);
}

通過“replace”關鍵字，所生成的程式碼將直接替換手寫的程式碼，添加所缺失的功能。在這個示例中，我們甚至還能夠處理一些開發者經常會忽略的麻煩的部分，例如對 EventArgs 對象進行緩存。
雖然這個官方示例僅用於屬性變更通知，但這一技術還可用於各種“面向切面編程（AOP）”的場景，例如在程式碼中的日誌記錄、安全檢查、參數校驗以及其他各種繁瑣的樣板式程式碼。

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