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模式匹配（Pattern Matching）是 C# 中一个强大且灵活的特性，允许开发者以更直观的方式检查数据结构，并根据特定模式执行操作。
随着 C# 语言版本的发展，模式匹配的功能越来越丰富，为处理复杂数据提供了极大的便利。
本文将深入介绍 C# 中的模式匹配，并提供各种使用场景的示例。
目录
1. 类型模式
2.常量模式
3.属性模式
4.位置模式
5.组合模式
6. when 子句
7. switch 表达式
8.递归模式
1. 类型模式
说明
类型模式用于检查一个对象是否是某个特定的类型。如果匹配成功，可以直接将对象解构为该类型的变量。
示例
object data = 42;if (data is int number)
{Console.WriteLine($"The number is {number}.");
}object text = "Hello, C#";if (text is string message)
{Console.WriteLine($"Message length: {message.Length}");
}
2.常量模式
说明
常量模式用于检查对象的值是否与某个常量相等，通常在 switch 语句中使用。
示例
string command = "start";switch (command)
{case "start":Console.WriteLine("Starting...");break;case "stop":Console.WriteLine("Stopping...");break;default:Console.WriteLine("Unknown command");break;
}
3.属性模式
说明
属性模式用来检查对象的属性是否满足某些条件。它使用冒号 : 来分隔属性名称和匹配条件。
示例
public class Rectangle
{public int Width { get; set; }public int Height { get; set; }
}Rectangle rect = new Rectangle { Width = 10, Height = 5 };if (rect is { Width: > 5, Height: < 10 })
{Console.WriteLine("Rectangle is within the desired dimensions.");
}
4.位置模式
说明
位置模式适用于元组和记录类型，允许通过解构检查对象的元素。
示例
var point = (X: 10, Y: 20);if (point is (10, 20))
{Console.WriteLine("Point is at the expected location.");
}public record Circle(int Radius, (int X, int Y) Center);Circle circle = new Circle(5, (0, 0));if (circle is Circle(5, (0, 0)))
{Console.WriteLine("Circle is at the origin with radius 5.");
}
5.组合模式
说明
组合模式允许使用逻辑运算符将多个模式组合在一起，形成更复杂的匹配条件。
示例
object item = 25;if (item is int i && i > 10)
{Console.WriteLine("The integer is greater than 10.");
}string input = "example";if (input is not null && input.Length > 5)
{Console.WriteLine("The input string is longer than 5 characters.");
}
6. when 子句
说明
when 子句允许在模式匹配中添加额外的条件判断。它可以与 switch 语句结合使用。
示例
int score = 85;switch (score)
{case int n when n >= 90:Console.WriteLine("Grade: A");break;case int n when n >= 80:Console.WriteLine("Grade: B");break;default:Console.WriteLine("Below B");break;
}
7. switch 表达式
说明
switch 表达式引入了一种简洁的语法来表达基于模式的分支。
示例
string status = "running";string message = status switch
{"running" => "The system is running.","stopped" => "The system has stopped.",_ => "Unknown status."
};Console.WriteLine(message);
8.递归模式
说明
递归模式允许对嵌套的数据结构进行深层次的模式匹配。
示例
public record TreeNode(string Name, TreeNode? Left, TreeNode? Right);var root = new TreeNode("Root", new TreeNode("Left", null, null), new TreeNode("Right", null, null));if (root is TreeNode("Root", TreeNode("Left", null, null), TreeNode("Right", null, null)))
{Console.WriteLine("Matched the entire tree structure.");
}
不同类型的模式匹配适用于不同的场景，可以显著提高代码的可读性和维护性。希望本文能帮助你更好地理解和应用 C# 中的模式匹配特性。如果你有任何疑问或需要进一步的帮助，请随时留言交流！