C# Feature

以下紀錄一些常用的 C# 語法、特性

1 var

• 會自動依據給予的資料型態，在編譯時直接定義為強型別
• 編譯後不會是 var，而是強型別
• 使用 var 宣告匿名型別時，比較運算子不會一起複寫，只會處裡 Equals

  csharp

  var x = new { Name = "Bill", Age = 15 };
  var y = new { Name = "Bill", Age = 15 };
  
  Console.WriteLine($"x == y  {x == y}");  //false
  Console.WriteLine($"x.Equals(y) {x.Equals(y)}"); //true

2 匿名型別

• 直接使用 new {} 的形式建立的暫時性型別
• 相同組件 (相同專案) 中的 new { Name = “”} 產生的匿名型別都會被編譯為同一個型別物件，反之，不同專案的 new {Name = “”} 會因為編譯後屬於不同組件 (DLL)，因此運行時會建立不同的型別物件
• 匿名型別成員為唯讀

3 TupleClass

• 類似於匿名型別，可動態建立物件
• 是參考型別物件

4 ValueTuple

• C# 7.0 加入的型別
  • .NET Core 2.0
  • .NET Framework 4.7
  • 低於以上版本請從 nuget 安裝套件
• 為結構，是實質型別
• 可以有 1~8 個泛型成員
  • 第 8 的成員必須為結構
• 使用完畢後會釋放使用的記憶體資源
• 資料成員是欄位 (Field)

  csharp

  // 顯式宣告使用 ValueTuple.Create methods
  ValueTuple<int, string> x1 = ValueTuple.Create<int, string>(8, "ABC");
  
  // 隱式宣告使用 ValueTuple Constructor
  var x2 = (8, "ABC");
  
  // 具名宣告欄位名稱 (1)
  var x3 = (length: 8, letters: "ABC");
  
  // 具名宣告欄位名稱 (2)
  (int length, string letters) x4 = (8, "ABC");
  
  // 具名宣告欄位名稱 (3) -- 會以指派運算子的左邊為主
  (int length, string letters) x5 = (first: 8, second: "ABC");
  
  // 直接指派給區域變數
  (int length, string letters) = (8, "ABC");
  
  var (l, s) = (8, "ABC");

5 變數存放

• 實質型別存放於 Stack 記憶體，存取通常較快
• 參考型別存放於 Heap 記憶體，存取通常較慢

6 Boxing and Unboxing

• 參考型別資料轉存至實質型別：Boxing
• 實質型別資料轉存至參考型別：Unboxing
• 永遠閃不掉的 Boxing : int.GetType()
• ArrayList 必定有此問題
• 問題成因：實質型別與參考型別的記憶體存放機制不同，因此會為了符合目標型別而有記憶體複製轉移等效能損耗

7 防禦性複製

• 只會發生在實質型別
• 資料會整包複製出來
• 建構式不會產生防禦性複製
• 要防止防禦性複製的話，需要使用唯讀結構，且所有成員都是唯讀
• 結構宣告非 readonly，但是使用時使用 readonly 變數承接，就會有防禦性複製

8 欄位 (Field)

• 物件內的全域變數
• 通常為私有成員 (若需要作為公開成員，通常會使用屬性)

9 屬性 (Property)

• 特定變數(欄位)的公開 Get / Set 方法

• 通常為公開成員

• 編譯後會自動長出私有欄位與 Get / Set 方法 編譯前

  csharp

  public string SampleString { Get; Set; }

  編譯後 (僅示意，編譯完的實際 IL Code 並非如此)

  csharp

  private string _sampleString; //實際變數名稱由編譯器產出
  
  public string GetSampleString()
  {
      return _sampleString;
  }
  
  public void SetSampleString(string value)
  {
      _sampleString = value;
  }

10 Nullable<T>

• T 被限制為結構 (ref : microsoft learn - system.nullable)
• 讓不能為 null 的結構偽裝為參考型別，變成可 null
• int? 實際上是 Nullable<int>，與 int 不同
• 判斷是否有值時，建議使用比較運算子，這樣在 LinQ to sql 時，出來的語法會比較漂亮
• Nullable<T>.Equals 僅有實作 Equals(Object)，並沒有實作 Equals(T)，無法避免 boxing 問題，因此在 Nullable<T> 變數上盡可能不要使用 Equals
• Nullable.GetUnderlyingType 用於確認該類型是不是 Nullable，在反射時會需要使用
• Nullable boxing 後沒有 Nullable，會呈現 Nullable<T> 的 T

  csharp

  int? I;
  Nullable.GetUnderlyingType(i.GetType());

• 結果會是 null，因為執行 GetType() 的時候會 boxing，而當下並沒有內容值，因此取得的是 null
• 如果要確實的拿到型別，給 GetUnderlyingType 的參數需要用 typeof(int?) 才能真的拿到 int

11 運算式主體

• 簡化方法的宣告

  csharp

  public string Something() => "";
  
  //等同以下寫法
  public string Something()
  {
      return "";
  }

12 參數關鍵子：ref / out / in

• ref: call by references
• out: 資料會回設定至該位置的外部變數，有 ValueTuple Structure 時就不是特別需要使用此關鍵字來傳出多項資料了
• in: 會進行防禦性複製，在方法內對該參數的調整不會反映到呼叫端
• 備註：不要過度倚賴 out / ref 來回傳資料，容易導致方法的職責不明確

13 nameof()

• 取得成員名稱
• 編譯後會成為字串
• 可降低誤字問題

14 捨棄資料

_ = GetSomething(); //GetSomething 方法所回傳的資料不會被使用
var _ = GetSomething(); //GetSomething 方法所回傳的資料會被存放於 _ 這個變數中

15 擴充方法

• 可以為特定型別加入功能
• 有撰寫限制，必須符合以下條件
  • 位於靜態類別
  • 方法必定為靜態
  • 第一個方法參數必須加上 this 關鍵字
• 設計擴充方法實應注意職責單一的問題
• 擴充方法內應盡可能降低外部依賴
• 擴充方法應為單純的處理邏輯
• 擴充方法應為無狀態方法 (不紀錄資料)

16 泛型的型別控制

public class SampleInput<T> where T : ISampleClass
{
}