C#13和 .NET9高級(jí)解析：.NET高手必備技能
概述
隨著 C# 13 和 .NET 9 的發(fā)布，現(xiàn)代應(yīng)用程序的開發(fā)變得更加高效和便捷。本文將深入探討 C# 13 和 .NET 9 的高級(jí)功能，并通過復(fù)雜代碼示例展示如何在大型應(yīng)用中利用這些特性實(shí)現(xiàn)最佳性能。
模式匹配增強(qiáng)
C# 13 引入了新的模式，例如列表模式（List Patterns），支持對(duì)集合進(jìn)行強(qiáng)大的解構(gòu)和匹配。這些模式使代碼更加簡潔、可讀且高效。
示例：復(fù)雜列表模式匹配
假設(shè)你需要處理復(fù)雜的嵌套列表結(jié)構(gòu)，并根據(jù)特定條件匹配和轉(zhuǎn)換元素：
public static string MatchComplexPattern(List<int> numbers)
{
return numbers switch
{
[0, .., > 5] => "Starts with 0 and ends with a number greater than 5",
[1, 2, 3, .. var rest] when rest.Contains(4) => "Starts with 1, 2, 3 and contains a 4 in the remaining list",
_ => "No match found"
};
}解釋：
- [0, .., > 5] 匹配以 0 開頭并以大于 5 的數(shù)字結(jié)尾的列表。
- [1, 2, 3, .. var rest] 解構(gòu)列表，檢查是否以 1, 2, 3 開頭并在剩余部分包含 4。
接口中的靜態(tài)抽象成員
C# 13 允許接口定義靜態(tài)成員，這提升了多態(tài)性和泛型編程能力，要求繼承類型實(shí)現(xiàn)這些靜態(tài)成員。
示例：使用靜態(tài)抽象成員實(shí)現(xiàn)泛型運(yùn)算
構(gòu)建一個(gè)支持不同類型靜態(tài)運(yùn)算的泛型計(jì)算庫：
public interface ICalculable<T> where T : ICalculable<T>
{
static abstract T Add(T a, T b);
static abstract T Subtract(T a, T b);
}
public struct ComplexNumber : ICalculable<ComplexNumber>
{
public double Real { get; }
public double Imaginary { get; }
public ComplexNumber(double real, double imaginary) => (Real, Imaginary) = (real, imaginary);
public static ComplexNumber Add(ComplexNumber a, ComplexNumber b) =>
new ComplexNumber(a.Real + b.Real, a.Imaginary + b.Imaginary);
public static ComplexNumber Subtract(ComplexNumber a, ComplexNumber b) =>
new ComplexNumber(a.Real - b.Real, a.Imaginary - b.Imaginary);
}關(guān)鍵點(diǎn)：
- ICalculable<T> 提供靜態(tài)抽象方法，用于實(shí)現(xiàn)加法和減法操作。
- ComplexNumber 類型實(shí)現(xiàn)了這些操作，從而支持對(duì)復(fù)數(shù)的泛型計(jì)算。
C# 13 對(duì)集合的改進(jìn)
.NET 9 對(duì)集合進(jìn)行了多項(xiàng)優(yōu)化，尤其是在不可變集合和高效迭代方面，大幅減少了處理大數(shù)據(jù)集或高并發(fā)場景的開銷。
示例：多線程中的不可變數(shù)組操作
通過優(yōu)化后的不可變數(shù)組，降低多線程程序中的爭用：
using System.Collections.Immutable;
var numbers = ImmutableArray.CreateRange(Enumerable.Range(1, 1000000));
// 使用并行處理計(jì)算平方數(shù)
var squares = numbers.AsParallel().Select(x => x * x).ToImmutableArray();
// 輸出前十個(gè)平方數(shù)
Console.WriteLine(string.Join(", ", squares.Take(10)));效果：優(yōu)化后的 ImmutableArray 支持高效的并發(fā)操作，即使在處理大規(guī)模集合時(shí)，也能將開銷降至最低。
使用 Source Generators 生成編譯時(shí)代碼
.NET 9 支持通過 Source Generators 在編譯時(shí)生成代碼，幫助減少樣板代碼，例如數(shù)據(jù)傳輸對(duì)象（DTO）和領(lǐng)域?qū)嶓w的樣板代碼。
示例：為 DTO 生成代碼
通過標(biāo)記 AutoDto 屬性自動(dòng)生成通用代碼：
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, Inherited = false)]
public sealed class AutoDtoAttribute : Attribute { }
public class AutoDtoGenerator : ISourceGenerator
{
public void Initialize(GeneratorInitializationContext context) { }
public void Execute(GeneratorExecutionContext context)
{
// 找到標(biāo)記 [AutoDto] 的類并注入成員
}
}優(yōu)勢(shì)：
- 自動(dòng)生成 Equals、ToString 等通用成員，提高代碼一致性，降低維護(hù)成本。
改進(jìn)的異步流處理
.NET 9 對(duì)異步流進(jìn)行了改進(jìn)，尤其適用于實(shí)時(shí)應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)處理。
示例：從外部 API 流式讀取數(shù)據(jù)
以下代碼演示了如何邊讀取邊處理 HTTP 流數(shù)據(jù)：
public static async IAsyncEnumerable<string?> FetchDataAsync(string apiUrlAddress)
{
using var httpClient = new HttpClient();
using var response = await httpClient.GetAsync(apiUrlAddress, HttpCompletionOption.ResponseHeadersRead);
response.EnsureSuccessStatusCode();
using var stream = await response.Content.ReadAsStreamAsync();
using var reader = new StreamReader(stream);
while (!reader.EndOfStream)
{
yield return await reader.ReadLineAsync();
}
}
public static async Task ProcessDataAsync(string apiUrlAddress)
{
await foreach (var line in FetchDataAsync(apiUrlAddress))
{
Console.WriteLine(line);
}
}優(yōu)勢(shì)：通過異步流逐行讀取 HTTP 響應(yīng)，在處理大數(shù)據(jù)或持續(xù)流式數(shù)據(jù)時(shí)表現(xiàn)出色。
原生 AOT 編譯
.NET 9 引入了原生 AOT（Ahead-of-Time Compilation），將 .NET 代碼編譯為獨(dú)立的自包含二進(jìn)制文件，適合高性能場景。
示例：為控制臺(tái)應(yīng)用配置原生 AOT
在項(xiàng)目文件中設(shè)置 PublishAot 屬性：
<PropertyGroup>
<PublishAot>true</PublishAot>
</PropertyGroup>通過以下命令發(fā)布應(yīng)用程序：
dotnet publish -c Release -r win-x64 --self-contained總結(jié)
C# 13 和 .NET 9 為專業(yè)開發(fā)者提供了構(gòu)建高性能、可維護(hù)和高效應(yīng)用的強(qiáng)大工具。從增強(qiáng)的模式匹配和靜態(tài)抽象成員到優(yōu)化的集合處理、異步流以及原生 AOT，這些功能將大大提高開發(fā)效率。
譯文：c-sharpcorner.com/article/advanced-c-sharp-13-and-net-9-features-for-expert-net-engineers/
