C#基础16-C#6-C#9新特性

零、文章目录

C#基础16-C#6-C#9新特性

1、C#6新特性

（1）表达式属性（Expression-bodied Properties）

• 作用：简化只读属性的定义，用Lambda语法替代传统get访问器。

// C# 6之前
public string FullName {get { return $"{FirstName} {LastName}"; }
}// C# 6表达式属性
public string FullName => $"{FirstName} {LastName}";  // 一行完成

（2）自动属性初始化器（Auto-Property Initializers）

• 作用：声明属性时直接赋默认值，无需构造函数。

public class Config {public int MaxRetryCount { get; set; } = 3;     // 直接初始化public List<string> LogTypes { get; } = new List<string>(); // 只读集合初始化
}

（3）字符串插值（String Interpolation）

• 作用：替代string.Format，内嵌变量更直观。

var user = new { Name = "Alice", Age = 30 };
// 旧写法
var oldStr = string.Format("Name: {0}, Age: {1}", user.Name, user.Age);
// C# 6新写法
var newStr = $"Name: {user.Name}, Age: {user.Age}";  // 直接嵌入变量

（4）空值条件运算符（Null-Conditional Operator ?.）

• 作用：安全访问可能为null的对象成员，避免NullReferenceException。

public class Order {public Customer Customer { get; set; }
}
public class Customer {public string Address { get; set; }
}Order order = null;
// 安全访问链：若order为null，则返回null而非异常
string address = order?.Customer?.Address;  // 结果：null

（5）异常过滤器（Exception Filters）

• 作用：根据条件决定是否捕获异常，不满足条件时异常继续向上传递。

try {File.ReadAllText("missing.txt");
}
catch (IOException ex) when (ex.Message.Contains("not found")) { // 仅当异常消息包含"not found"时捕获Console.WriteLine("文件未找到，记录日志");// 此处不会吞没异常，其他异常类型或条件不匹配时仍会抛出
}

（6）索引初始化器（Index Initializers）

• 作用：简化字典和索引器集合的初始化语法。

// 旧写法
var dict1 = new Dictionary<int, string>();
dict1.Add(1, "One");
dict1.Add(2, "Two");// C# 6新写法
var dict2 = new Dictionary<int, string> {[1] = "One",   // 类似对象初始化语法[2] = "Two"
};

（7）nameof 表达式

• 作用：生成变量/类型名称字符串，避免硬编码。

public void Validate(string input) {if (input == null) throw new ArgumentNullException(nameof(input)); // 输出"input"
}

（8）静态导入（using static）

• 作用：直接使用静态类成员，无需类名前缀。

using static System.Math;
double radius = 10;
double area = PI * Pow(radius, 2);  // 直接调用Math.PI和Math.Pow

2、C#7新特性

（1）元组（Tuples）与解构

• 作用：支持方法返回多个值，简化数据组合与分解。

// 定义元组（显式命名成员）
public (string Name, int Age) GetUserInfo() => ("Alice", 30);// 使用元组
var user = GetUserInfo();
Console.WriteLine($"Name: {user.Name}, Age: {user.Age}"); // 直接访问命名成员// 解构元组
(string name, int age) = GetUserInfo();  // 解构为独立变量
Console.WriteLine($"解构结果：{name}, {age}");

（2）模式匹配（Pattern Matching）

• 作用：通过is和switch增强类型检查与条件分支。

// 类型模式 + 条件过滤
object obj = -10;
switch (obj) {case int i when i > 0:  // 匹配正数Console.WriteLine($"正数: {i}");break;case string s:          // 匹配字符串Console.WriteLine($"字符串: {s}");break;case null:              // 匹配nullConsole.WriteLine("空值");break;default:                // 默认分支Console.WriteLine("未知类型");break;
}

（3）本地函数（Local Functions）

• 作用：在方法内部定义辅助函数，封装复杂逻辑。

public double CalculateCircleArea(double radius) {// 本地函数：验证半径有效性void ValidateRadius(double r) {if (r <= 0) throw new ArgumentException("半径必须大于0");}ValidateRadius(radius);return Math.PI * Math.Pow(radius, 2);
}

（4）out变量声明优化

• 直接在参数位置声明变量

if (int.TryParse("123", out int result)) {  // 无需预先声明Console.WriteLine($"解析成功: {result}");
}

（5）throw表达式

• 在表达式上下文中抛出异常

string config = GetConfig() ?? throw new InvalidOperationException("配置为空");

（6）表达式体成员扩展

• 支持构造函数、属性访问器等：

public class Logger {private string _logPath;public Logger(string path) => _logPath = path;  // 表达式体构造函数public string LogPath => _logPath;              // 表达式体只读属性
}

（7）ref局部变量与返回

• 减少值拷贝，提升性能：

public ref int FindValue(int[] array, int target) {for (int i = 0; i < array.Length; i++) {if (array[i] == target) return ref array[i];  // 返回引用}throw new Exception("未找到");
}// 调用
int[] numbers = { 1, 2, 3 };
ref int numRef = ref FindValue(numbers, 2);
numRef = 10;  // 直接修改数组元素（原数组变为 [1,10,3]）

（8）ValueTask<T>异步返回

• 避免Task分配开销（需引用System.Threading.Tasks.Extensions）

public async ValueTask<int> GetCachedDataAsync() {if (_cache.TryGetValue("key", out int data)) return data;  // 同步返回缓存值return await FetchDataAsync();  // 异步获取数据
}

3、C#8新特性

（1）可空引用类型（Nullable Reference Types）

• 作用：显式区分可空与非空引用类型，减少空引用异常

#nullable enable  // 启用可空检查 public class UserProfile
{public string Name { get; }          // 非空（编译警告）public string? Description { get; }  // 显式可空 public UserProfile(string name, string? description){Name = name;Description = description;  // 安全赋值 }
}// 使用示例 
var profile = new UserProfile("Alice", null);
int length = profile.Description?.Length ?? 0;  // 安全访问 

（2）异步流（Async Streams）

• 作用：通过IAsyncEnumerable<T>实现异步数据流处理

async IAsyncEnumerable<int> FetchSensorDataAsync()
{for (int i = 0; i < 5; i++){await Task.Delay(500);  // 模拟异步操作yield return Random.Shared.Next(1, 100);}
}// 消费异步流
await foreach (var data in FetchSensorDataAsync())
{Console.WriteLine($"实时数据: {data}");
}

（3）范围和索引（Ranges and Indices）

• 作用：简化集合切片操作

var numbers = new[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };// 索引
Index lastIndex = ^1;  
Console.WriteLine($"最后元素: {numbers[lastIndex]}");  // 输出 9// 范围
Range middle = 3..^2;  
var subset = numbers[middle];  // 获取 [3,4,5,6,7]
Console.WriteLine($"子集: {string.Join(",", subset)}");// 替代Substring
string text = "Hello World";
Console.WriteLine(text[6..]);  // 输出 "World"

（4）接口默认方法（Default Interface Members）

• 作用：允许接口提供方法实现，避免破坏现有实现

public interface ILogger
{void Log(string message) => Console.WriteLine(message);  // 默认实现 void LogError(string error);
}public class FileLogger : ILogger
{// 只需实现LogErrorpublic void LogError(string error) => File.WriteAllText("error.log", error);
}// 使用默认方法 
ILogger logger = new FileLogger();
logger.Log("常规日志");  // 自动调用接口默认实现 

（5）Switch表达式（Switch Expressions）

• 作用：简化模式匹配语法，返回值可直接使用

public static string GetTemperatureLevel(float temp) => temp switch
{< 0 => "冰冻",>= 0 and < 15 => "寒冷",>= 15 and < 25 => "舒适",>= 25 and < 35 => "温暖",>= 35 => "炎热",_ => "未知"  // 默认分支 
};// 使用示例 
Console.WriteLine(GetTemperatureLevel(28));  // 输出 "温暖"

（6）Using声明优化（Using Declarations）

• 作用：自动释放资源，无需显式代码块

void ProcessFile(string path)
{using var reader = new StreamReader(path);  // 自动在作用域结束时释放string content = reader.ReadToEnd();Console.WriteLine($"文件长度: {content.Length}");
}  // 此处自动调用reader.Dispose()

（7）模式匹配增强（Recursive Patterns）

• 作用：支持嵌套属性匹配

public double CalculateArea(object shape) => shape switch
{Circle { Radius: var r } => Math.PI * r * r,                  // 解构半径 Rectangle { Width: > 0, Height: > 0 } r => r.Width * r.Height, // 条件匹配 Triangle points when points.Vertices.Count == 3 => ...,       // when条件过滤 _ => throw new ArgumentException("未知形状")
};

（8）目标类型new表达式（Target-typed new）

• 作用：省略类型声明

// 旧写法 
Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>();// C#8新写法 
Dictionary<string, int> dict = new();  // 自动推导类型// 数组初始化 
Point[] points = { new(1, 2), new(3, 4) };  // 无需重复声明类型

4、C#9新特性

（1）仅初始化属性（Init-only Properties）

• 作用：允许属性在对象初始化时赋值，之后变为只读状态

public class Person
{public string FirstName { get; init; }  // 只能在初始化时赋值public string LastName { get; init; }
}// 使用 
var person = new Person { FirstName = "Alice", LastName = "Smith" };
// person.FirstName = "Bob";  // 编译错误：属性只读

（2）记录类型（Record Types）

• 作用：创建不可变数据类型，自动实现值相等性检查和拷贝逻辑

public record Book(string Title, string Author);  // 一行定义不可变记录 // 使用 
var book1 = new Book("C# Guide", "Microsoft");
var book2 = book1 with { Title = "Advanced C#" };  // 使用with创建副本 
Console.WriteLine(book1 == book2);  // 自动实现值相等性检查（输出：false）

（3）顶级语句（Top-level Programs）

• 作用：简化控制台程序入口，无需显式定义Main方法

// 文件：Program.cs
using System;Console.WriteLine("Hello C# 9!");  // 直接编写主逻辑
return 0;  // 支持返回值 

（4）模式匹配增强（Enhanced Pattern Matching）

• 作用：扩展is和switch表达式，支持更复杂的类型检查和逻辑组合

// 关系模式 + 逻辑组合
static string CheckTemperature(double temp) => temp switch
{< -10 => "极寒",>= -10 and < 5 => "寒冷",>= 5 and < 25 => "温和",>= 25 => "炎热"
};Console.WriteLine(CheckTemperature(30));  // 输出："炎热"

（5）目标类型推导的new表达式（Target-typed new）

• 作用：省略实例化时的重复类型声明

// C# 8
List<string> list1 = new List<string>();// C# 9
List<string> list2 = new();  // 自动推导类型 
Person employee = new() { FirstName = "John" };  // 结合初始化器

（6）with表达式（with Expressions）

• 作用：基于已有记录创建新实例并修改部分属性

var original = new Book("C# Basics", "TechPub");
var updated = original with { Author = "NewAuthor" };  // 创建副本并修改作者 Console.WriteLine(updated); // 输出：Book { Title = C# Basics, Author = NewAuthor }

（7）协变返回类型（Covariant Return Types）

• 作用：允许重写方法返回派生程度更大的类型

public class Animal
{public virtual Animal Create() => new Animal();
}public class Dog : Animal
{public override Dog Create() => new Dog();  // 返回更具体的类型 
}