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本文是該系列《Unity腳本運(yùn)行時(shí)更新帶來了什么？》的第5篇怀读。
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Unity2017-2018.2中的4.x運(yùn)行時(shí)已經(jīng)支持到C#6菜枷，之前的文章已經(jīng)介紹完畢苍糠。Unity2018.3將支持到C# 7.3，今天我們先來看看C#7.0新特性能給代碼帶來什么吧啤誊，不過這些特性得等到Unity2018.3才可以用哦岳瞭。

C#7 新特性

C＃7.0增加了許多新功能，并將重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)消耗蚊锹，代碼簡化和性能上瞳筏。最大的更新有：元組，它可以輕松獲得多個(gè)結(jié)果牡昆；模式匹配可以簡化以數(shù)據(jù)類型為條件的代碼姚炕。但是還有許多其他大小不一的新功能。

Out變量

在舊版本的C#中丢烘，使用out參數(shù)并不是很流暢柱宦。在調(diào)用有out參數(shù)的方法之前，首先必須聲明要傳遞給它的變量播瞳。由于通常不會初始化這些變量（畢竟它們將被方法覆蓋）掸刊，也無法使用var來聲明它們，需要指定完整類型：

public void PrintCoordinates(Point p)
{
    int x, y; // 必須要預(yù)先聲明
    p.GetCoordinates(out x, out y);
    WriteLine($"({x}, {y})");
}

在C# 7.0中添加了out變量赢乓，可以直接在作為out參數(shù)傳遞的位置聲明變量：

public void PrintCoordinates(Point p)
{
    p.GetCoordinates(out int x, out int y);
    WriteLine($"({x}, {y})");
}

變量的作用范圍是當(dāng)前代碼塊內(nèi)忧侧，后續(xù)代碼可以使用它們石窑。

由于out變量直接聲明作為out參數(shù)，因此編譯器通巢园兀可以告訴它們的類型應(yīng)該是什么（除非存在沖突的重載）尼斧，因此可以使用var而不是明確類型來聲明它們：

p.GetCoordinates(out var x, out var y);

out參數(shù)的常見用法是Try...模式，其中布爾返回值表示成功试吁，out參數(shù)包含獲得的結(jié)果：

public void PrintStars(string s)
{
    if (int.TryParse(s, out var i)) { WriteLine(new string('*', i)); }
    else { WriteLine("Cloudy - no stars tonight!"); }
}

也允許丟棄out參數(shù)棺棵，使用下劃線_可以忽略你不需要的out參數(shù)：

p.GetCoordinates(out var x, out _); // 我只在乎x

模式匹配

C# 7.0引入了*模式的概念，它是一個(gè)語法元素熄捍，可以測試一個(gè)值具有某種“形狀”烛恤，并可以從值中提取信息。

C＃7.0中的模式示例如下：

• 常量模式c（c是C＃中的常量表達(dá)式）余耽，用于判斷輸入值是否等于c
• 類型模式T x（T是一個(gè)類型并且x是一個(gè)標(biāo)識符）缚柏，它判斷輸入值的類型是否為T，如果是碟贾，則將輸入值提取到x中
• Var模式var x（其中x是標(biāo)識符）币喧，它總是匹配，并簡單地將輸入的值放入與輸入x相同類型的新變量中袱耽。

這只是一個(gè)開始 - 模式是C#中一種新的語法杀餐，將來會將更多的元素添加到C＃中。

在C＃7.0中朱巨，模式增強(qiáng)了兩個(gè)現(xiàn)有的語言結(jié)構(gòu)：

• is 表達(dá)式現(xiàn)在可以在右側(cè)有一個(gè)模式史翘，而不僅僅是一個(gè)類型
• case switch語句中的子句現(xiàn)在可以用模式匹配，而不僅僅是常量值

具有模式的is表達(dá)式

以下是使用is具有常量模式和類型模式的表達(dá)式的示例：

public void PrintStars(object o)
{
    if (o is null) return;     // 常量模式 "null"
    if (!(o is int i)) return; // 類型模式 "int i"
    WriteLine(new string('*', i));
}

模式變量冀续，模式引入的變量琼讽，類似于前面描述的out變量，因?yàn)樗鼈兛梢栽诒磉_(dá)式的中間聲明洪唐，并且可以在最近的作用范圍內(nèi)使用钻蹬。也像out變量一樣，模式變量是可變的凭需。我們經(jīng)常將out變量和模式變量共同稱為“表達(dá)式變量”脉让。

模式和try方法一起用經(jīng)常能達(dá)到神器的效果：

if (o is int i || (o is string s && int.TryParse(s, out i)) { /* use i */ }

使用模式的Switch語句

有了模式以后，switch就更強(qiáng)大了：

• 可以對任意類型進(jìn)行switch（不只是原始類型）
• 模式可以在case子句中使用
• case可以有額外條件

例如：

switch(shape)
{
    case Circle c:
        WriteLine($"circle with radius {c.Radius}");
        break;
    case Rectangle s when (s.Length == s.Height):
        WriteLine($"{s.Length} x {s.Height} square");
        break;
    case Rectangle r:
        WriteLine($"{r.Length} x {r.Height} rectangle");
        break;
    default:
        WriteLine("<unknown shape>");
        break;
    case null:
        throw new ArgumentNullException(nameof(shape));
}

關(guān)于這個(gè)新擴(kuò)展的switch語句有幾點(diǎn)需要注意：

• case的順序現(xiàn)在很重要：就像catch一樣功炮，case不必是不相交的，匹配的第一個(gè)case會被選中术唬。此外薪伏，就像使用catch一樣，編譯器會幫你標(biāo)記永遠(yuǎn)無法訪問到的case粗仓。C#7.0之前嫁怀，你不用考慮case的順序设捐，所以這個(gè)特性不會改變已有代碼的行為。
• default語句會在最后匹配：即使上面的case null是最后一個(gè)塘淑，也會在default之前匹配萝招。這是為了與現(xiàn)有的switch語法兼容，但是良好的做法通常會將default放在最后存捺。
• 最后的case null不會匹配不到：這是因?yàn)閕s表達(dá)式中的類型模式不匹配null槐沼，這可以確保不會因?yàn)橄瘸霈F(xiàn)的任何類型模式而意外地捕獲null。你必須明確地處理它們（或?qū)⑺鼈儽Ａ舻絛efault里處理）捌治。
• case ...:標(biāo)簽引入的模式變量的作用范圍是對應(yīng)的case范圍內(nèi)岗钩。

Tuple 元組

你可能希望從方法返回多個(gè)值，在舊版C#中可能的解決方案有：

• out參數(shù)：使用很笨重（即使有上面的改進(jìn)）肖油，也不能使用異步方法兼吓。
• System.Tuple<...>返回類型：使用麻煩并需要分配元組對象。
• 為每個(gè)方法自定義返回類型：一個(gè)類型需要寫大量代碼森枪，只是為了臨時(shí)分組
• 通過dynamic返回的匿名類型：性能開銷大视搏，無靜態(tài)類型檢查。

這些解決方案都不是很好县袱，為了更好的實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)浑娜，C#7.0添加了元組類型和元組語法。

(string, string, string) LookupName(long id) // 返回元組類型
{
    ... // 獲取first显拳，middle棚愤，last，代碼略
    return (first, middle, last); // 元組
}

該方法現(xiàn)在高效地返回三個(gè)字符串杂数，封裝在元組中宛畦。

該方法的調(diào)用者將接收一個(gè)元組，并可以單獨(dú)訪問元組中的元素：

var names = LookupName(id);
WriteLine($"found {names.Item1} {names.Item3}.");

Item1等等是元組元素的默認(rèn)名字揍移，總是可以使用次和。但它們不是很具描述性，所以你可以選擇添加更好的名字：

(string first, string middle, string last) LookupName(long id) // tuple elements have names

現(xiàn)在那伐，該元組的接收者可以使用描述性名稱：

var names = LookupName(id);
WriteLine($"found {names.first} {names.last}.");

您還可以直接在元組定義中指定元素名稱：

return (first: first, middle: middle, last: last); // named tuple elements in a literal

通常踏施，只要元組各個(gè)元素可賦值，元組就可以自由轉(zhuǎn)換為其他元組類型罕邀，無論元組元素的名稱是否一樣畅形。

元組是值類型，它們的元素是公共的诉探，可變的字段日熬。它們具有值相等性，這意味著如果兩個(gè)元組的所有元素對應(yīng)相等（并且具有相同的哈希碼）肾胯，則它們是相等的（并且具有相同的哈希碼）竖席。

這使得元組可用于多個(gè)返回值之外的許多其他情況耘纱。例如，如果你需要一個(gè)包含多個(gè)鍵的字典毕荐，可以使用元組作為key束析。如果你需要在每個(gè)位置具有多個(gè)值的列表，可以使用元組憎亚。

Deconstruction 解構(gòu)

使用元組的另一種方法是解構(gòu)后使用员寇。解構(gòu)聲明可以將元組（或其他值）分割成單獨(dú)的部分來接收對應(yīng)的變量。

(string first, string middle, string last) = LookupName(id1); // deconstructing declaration
WriteLine($"found {first} {last}.");

也可以使用var：

(var first, var middle, var last) = LookupName(id1); // var inside

var 也可以放到外面虽填。

var (first, middle, last) = LookupName(id1); // var outside

也可以解構(gòu)到已有的變量中丁恭，稱作解構(gòu)賦值：

(first, middle, last) = LookupName(id2); // deconstructing assignment

解構(gòu)不僅僅可以用于元組，任何類型都可以被解構(gòu)斋日，只要它有一個(gè)如下類型的解構(gòu)方法（實(shí)例方法或擴(kuò)展方法）：

public void Deconstruct(out T1 x1, ..., out Tn xn) { ... }

out參數(shù)構(gòu)成解構(gòu)所產(chǎn)生的值牲览。
（為什么使用out參數(shù)而不是返回元組？這樣就可以為不同數(shù)量的值設(shè)置多個(gè)重載）恶守。

class Point
{
    public int X { get; }
    public int Y { get; }

    public Point(int x, int y) { X = x; Y = y; }
    public void Deconstruct(out int x, out int y) { x = X; y = Y; }
}

(var myX, var myY) = GetPoint(); // calls Deconstruct(out myX, out myY);

以這種方式使構(gòu)造函數(shù)和解構(gòu)函數(shù)“對稱”是一種常見的模式第献。

就像輸出變量一樣，解構(gòu)中可以“丟棄”你不關(guān)心的部分：

(var myX, _) = GetPoint(); // I only care about myX

本地函數(shù)

有時(shí)輔助函數(shù)只在使用它的單個(gè)方法中有意義⊥酶郏現(xiàn)在可以在函數(shù)體內(nèi)將這些函數(shù)聲明為本地函數(shù)：

public int Fibonacci(int x)
{
    if (x < 0) throw new ArgumentException("Less negativity please!", nameof(x));
    return Fib(x).current;

    (int current, int previous) Fib(int i)
    {
        if (i == 0) return (1, 0);
        var (p, pp) = Fib(i - 1);
        return (p + pp, p);
    }
}

封閉范圍內(nèi)的參數(shù)和局部變量在局部函數(shù)內(nèi)部可用庸毫，就像它們在lambda表達(dá)式中一樣。

作為示例衫樊，作為迭代器實(shí)現(xiàn)的方法通常需要非迭代器包裝器方法飒赃，以便在調(diào)用時(shí)檢查參數(shù)。（迭代器本身在MoveNext調(diào)用之前不會開始運(yùn)行）科侈。本地函數(shù)非常適合這種情況：

public IEnumerable<T> Filter<T>(IEnumerable<T> source, Func<T, bool> filter)
{
    if (source == null) throw new ArgumentNullException(nameof(source));
    if (filter == null) throw new ArgumentNullException(nameof(filter));

    return Iterator();

    IEnumerable<T> Iterator()
    {
        foreach (var element in source) 
        {
            if (filter(element)) { yield return element; }
        }
    }
}

如果Iterator旁邊是私有方法Filter载佳，則其他成員可能意外地直接調(diào)用（無需參數(shù)檢查）。此外臀栈，這個(gè)私有方法Filter需要接收所有相同的參數(shù)蔫慧，而不是直接使用作用范圍內(nèi)的參數(shù)。

字面值改進(jìn)

C# 7.0 中可以使用下劃線 _ 作為數(shù)字字面值的分隔符：

var d = 123_456;
var x = 0xAB_CD_EF;

可以將它們放在數(shù)字之間的任何位置以提高可讀性权薯。它們對值沒有影響姑躲。

此外盟蚣，C＃7.0引入了二進(jìn)制字面值黍析，因此你可以直接使用位模式，而不必使用心算來計(jì)算十六進(jìn)制表示屎开。

var b = 0b1010_1011_1100_1101_1110_1111;

Ref返回和臨時(shí)變量

就像在C＃中通過ref引用（使用修飾符）傳遞內(nèi)容一樣橄仍，現(xiàn)在可以通過引用返回它們，并且還可以通過引用將它們存儲在局部變量中。

public ref int Find(int number, int[] numbers)
{
    for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
    {
        if (numbers[i] == number) 
        {
            return ref numbers[i]; // return the storage location, not the value
        }
    }
    throw new IndexOutOfRangeException($"{nameof(number)} not found");
}

int[] array = { 1, 15, -39, 0, 7, 14, -12 };
ref int place = ref Find(7, array); // aliases 7's place in the array
place = 9; // replaces 7 with 9 in the array
WriteLine(array[4]); // prints 9

這對于將占位符傳遞到大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常有用侮繁。例如，游戲經(jīng)常把數(shù)據(jù)保存在一個(gè)大的預(yù)分配結(jié)構(gòu)體數(shù)組中（以避免GC造成的性能影響）如孝。方法現(xiàn)在可以直接將引用返回給這樣的結(jié)構(gòu)體宪哩，調(diào)用者可以通過讀取和修改這個(gè)結(jié)構(gòu)體。

有一些限制來確保這是安全的：

• 只能返回“可以安全返回”的引用：一個(gè)是傳遞進(jìn)來的引用第晰，另一個(gè)是指向?qū)ο笾械淖侄蔚囊谩?/li>
• Ref本地變量初始化在特定的存儲位置锁孟，并且不能改變指向另一個(gè)。

異步返回類型的廣泛支持

到目前為止茁瘦，C＃中的異步方法必須返回void品抽，Task或者Task<T>。C＃7.0允許以特定方式定義其他類型甜熔，以便從異步方法返回它們圆恤。

例如，我們現(xiàn)在有一個(gè)ValueTask<T>結(jié)構(gòu)體類型腔稀。它的是為了防止在Task<T>等待時(shí)異步操作的結(jié)果已經(jīng)可用的情況下再分配對象盆昙。例如，對于涉及緩沖的許多異步場景焊虏，這可以大大減少分配數(shù)量并導(dǎo)致顯著的性能提升淡喜。

你還可以通過許多其他方式創(chuàng)建自定義“類任務(wù)”類型。創(chuàng)建它們并不是很簡單诵闭，但它們很可能會開始出現(xiàn)在框架和API中炼团，然后調(diào)用者就可以返回await它們了，就像現(xiàn)在的Task一樣疏尿。如果你想具體了解：https://github.com/dotnet/roslyn/blob/master/docs/features/task-types.md

更多表達(dá)式化的成員體

C# 6.0中引入了表達(dá)式化的方法瘟芝、屬性等，但是沒有允許在所有的成員中使用润歉。C＃7.0將訪問器模狭，構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)加入了進(jìn)來：

class Person
{
    private static ConcurrentDictionary<int, string> names = new ConcurrentDictionary<int, string>();
    private int id = GetId();

    public Person(string name) => names.TryAdd(id, name); // constructors
    ~Person() => names.TryRemove(id, out _);              // finalizers
    public string Name
    {
        get => names[id];                                 // getters
        set => names[id] = value;                         // setters
    }
}

拋出表達(dá)式

在表達(dá)式中間拋出異常很容易：只需調(diào)用執(zhí)行此操作的方法！但是在C＃7.0中踩衩，可以直接在表達(dá)式某些地方throw：

class Person
{
    public string Name { get; }
    public Person(string name) => Name = name ?? throw new ArgumentNullException(nameof(name));
    public string GetFirstName()
    {
        var parts = Name.Split(" ");
        return (parts.Length > 0) ? parts[0] : throw new InvalidOperationException("No name!");
    }
    public string GetLastName() => throw new NotImplementedException();
}

小結(jié)

本文講解了C#7的新特性中對Unity編程有影響的新特性嚼鹉，不過這些特性得等到Unity2018.3才可以用哦。

洪流學(xué)堂公眾號回復(fù)runtime驱富，獲取本系列所有文章锚赤。

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