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2014
12-02

C# 6與VB 12即將加入模式匹配

  又有一種源自于函數式編程語言中的概念加入了C#和VB的陣營,這就是被稱為模式匹配(Pattern Matching)的特性。初看上去,模式匹配的作用類似于一段switch/select語句塊,但它的功能要強大的多。

  請注意:由于VB版本的規格說明現在還沒有完成,因此這些示例主要都是來自于C#中的模式匹配規格說明

 is或Matches 操作符

  .NET中的模式匹配主要是通過“is/Matches”操作符支持的。這種還讓人不太熟悉的操作符將一個類分解為多個組成部分。以下這個示例是基于在周二的新聞報道中所提到過的Cartesian記錄類http://www.infoq.com/news/2014/08/Record-Class(record class)的基礎上創建的。

public static bool operator is(Cartesian c, out double x, out double y)
    x = c.X;
    y = c.Y;
    return true;
}

  這個is操作符不僅限于在它的定義類中使用,以下這個示例以另一種方式定義了一個操作符,使它能夠分解一個Cartesian對象,讓它能夠匹配一個Polar對象。

public static class Polar {
    public static bool operator is( Cartesian c, out double R, out double Theta)
   {
        R = Math.Sqrt(c.X*c.X + c.Y*c.Y);
        Theta = Math.Atan2(c.Y, c.X);
        return c.X != 0 || c.Y != 0;
   }
}
var c = Cartesian(3, 4);
if (c is Polar(var R, *))
   Console.WriteLine(R);

 類型模式

  最簡單的模式是類型模式,它本質上就是嘗試進行類型轉換并同時賦給某個變量。以下是這種模式的一個示例:

if (expr is Type v)
   { // code using v }

 遞歸模式

  多數模式都是作為遞歸模式的形式出現,意即它們是由較簡單的模式所組成的。看一下這種模式的示例:

var a = new Location(1, 2, 3); //x=1, y=2, z=3
if (a is Location(1, var y, *))

  這個遞歸模式包括了一個常數模式,一個var模式和一個通配符模式。

 常數模式

  這個模式可以將一個屬性與一個常數值進行匹配,常數匹配使用object.Equals(left, right)方法來判斷兩者是否匹配。

 Var模式

  Var模式是一定會匹配成功的,該模式對應的變量將會被賦值為調用該is操作符時所提供的值,而該變量的類型則是由該表達式所決定的靜態類型。

 通配符模式

  通配符模式本質上來說就是var表達式,不過你不需要關心匹配的結果。

 內部實現

  讓我們繼續討論一下這個location類的示例,編譯器在編譯階段會進行以下幾個步驟的處理:

  1. 創建變量$x、$y和$z
  2. 調用Location.is(a, out $x, out $y, out $z)方法,并確認返回結果為true
  3. 常數模式:檢查object.Equals($x, 1)調用的結果
  4. Var模式:將$y賦給y
  5. 通配符模式:忽略$z變量

 Switch/Select Case 語句塊

  Switch語句塊的功能將得到擴展,它將能夠使用模式匹配特性。這實際上意味著你可以按以下方式編寫語句:

case null:
case String s
case Location(1, var y, *):

 限制

  在目前的規格草稿中,還沒有對于范圍檢查的支持。這意味著你不能編寫類似于“a is Location( > 0, 1 to 5, <= 10)”這樣的代碼。此外目前也不支持在一個列表或迭代器中進行元素匹配。

  英文原文:Pattern Matching in C# 6 and VB 12

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