[译]初试C# 8.0

原文地址: https://blogs.msdn.microsoft.com/dotnet/2018/12/05/take-c-8-0-for-a-spin/

初试C# 8.0

昨天咱们宣布了Visual Studio 2019的第一个预览版（使用Visual Studio 2019提升每一个开发人员的工做效率）和.NET Core 3.0（宣布.NET Core 3预览1和开源Windows桌面框架）。

其中一个使人兴奋的方面是你可使用C＃8.0中的一些功能！在这里，我将带您进行一次导游，了解您能够在预览中尝试的三种新的C＃功能。并不是全部C＃8.0功能均可用。若是您想了解全部主要功能，请阅读最近发布Building C# 8.0，或查看Channel 9或YouTube。

作好准备

首先，下载并安装.NET Core 3.0的预览版1和Visual Studio的2019的预览版1。在Visual Studio中，确保选择工做负载“.NET Core跨平台开发”（若是您忘记了，能够稍后经过打开Visual Studio安装程序并单击Visual Studio 2019预览频道上的“修改”来添加它）。

启动Visual Studio 2019预览版，建立新项目，而后选择“Console App（.NET Core）”做为项目类型。

项目启动并运行后，将其目标框架更改成.NET Core 3.0（在解决方案资源管理器中右键单击该项目，选择“属性”并使用“应用程序”选项卡上的下拉菜单）。而后选择C＃8.0做为语言版本（在项目页面的Build选项卡上单击“Advanced ...”并选择“C＃8.0（beta）”）。

如今，您能够轻松得到全部语言功能和支持框架类型！

可空的引用类型

可空引用类型功能旨在警告您代码中的null不安全行为。既然咱们以前没有这样作过，那么如今就开始改变吧！为避免这种状况，您须要选择加入该功能。

不过，在咱们开启它以前，让咱们写一些很是糟糕的代码：

using static System.Console;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string s = null;
        WriteLine($"The first letter of {s} is {s[0]}");
    }
}

若是你运行它，你固然会获得一个空引用异常。你陷入了黑洞！你怎么知道不要在特定的地方间接引用s？嗯，由于在前一行分配了null。可是在现实生活中，它可能不是在前一行，而是在你编写代码的三年后在地球另外一端运行的其余人程序集中。你怎么知道不写那个？这是可空引用类型要回答的问题！因此让咱们打开它们吧！

对于一个新项目，你应该当即打开它们。事实上，我认为它们应该在新项目中默认启用，但咱们在预览中没有这样作。打开它们的方法是将如下行添加到.csproj文件中，例如在切换到上面的C＃8.0时刚刚插入的LanguageVersion以后：

<NullableReferenceTypes>true</NullableReferenceTypes>

保存.csproj文件并返回到您的程序：发生了什么？你有两个警告！每一个表明一个功能的“一半”。让咱们依次看看它们。第一个是null这一行：

string s = null;

它抱怨你将null赋给“不可空类型”：啥？！？当打开该功能时，在普通的引用类型中再也不欢迎使用null，例如string！由于，你知道吗，null不是一个字符串！咱们一直伪装在过去的五十年在面向对象编程，但实际上null并非一个对象：这就是为何每当你试图将它作为对象时一切都会爆炸！

因此很少说：null是禁止的，除非你要求它。你是怎么要求的？经过使用可空的引用类型，例如string?。尾随问号表示容许null：

string? s = null;

警告消失了：咱们已明确表达了此变量保持null的意图，因此如今没问题了。

直到下一行代码！在该行:

WriteLine($"The first letter of {s} is {s[0]}");

它抱怨s中s[0]，你可能会间接引用一空引用。果真：是！干得好，编译器！你怎么解决它？嗯，这几乎取决于你 - 不管何种方式你得修复它！让咱们尝试初学者的方法, 只在s非null时执行该行：

if (s != null) WriteLine($"The first letter of {s} is {s[0]}");

警告消失了！为何？由于编译器能够看到，只有s不是null时才会走后面的代码。它实际上进行了全流分析，跟踪每行代码中的每一个变量，以便密切关注它多是null的和可能不是的位置。它会监视您的测试和做业，并进行簿记(bookkeeping)。

咱们试试另外一种方法：

WriteLine($"The first letter of {s} is {s?[0] ?? '?'}");

这使用null条件索引运算符s?[0]，它避免了间接引用，若是s为null ，则生成null。如今咱们有一个可空的char?，可是null合并运算符?? '?'替换null值为字符 '?'。所以避免了全部null间接引用。编译器很高兴，没有给出警告。

正如您所看到的，该功能可让您在编写代码时保持诚实：它会强制您在系统中使用null时经过使用可空的引用类型来表达您的意图。而且一旦出现null，它就会强制您负责任地处理它，让您在存在可能间接引用null值以触发空引用异常的风险时进行检查。

你如今彻底null安全了吗？没有。有几种方法可使null值漏掉并致使空引用异常：

• 若是你调用没有可空的引用类型功能的代码（也许它是在该功能存在以前编译的），那么咱们没法知道该代码的意图是什么：它没有区分可空和不可空 - 咱们说它是“无视的”。因此咱们给它一个通行证; 咱们根本不会对此类调用发出警告。
• 分析器自己有一些漏洞。其中大多数是安全和便利之间的权衡; 若是咱们抱怨，那将很难修复。例如，当你编写时new string[10]，咱们建立一个充满null值的数组，类型为非null字符串。咱们不会对此发出警告，由于编译器如何跟踪您初始化全部数组元素？

但总的来讲，若是你普遍使用这个功能（即在任何地方打开它），它应该照顾绝大多数的空引用。

毫无疑问地,咱们打算在现有代码上开始使用该功能！一旦打开它，您可能会收到不少警告。其中一些实际上表明了问题：是的，你发现了一个错误！其中一些可能有点烦人; 你的代码显然是null安全的，你只是没有工具来表达你的意图：你没有可空的引用类型！例如，在咱们开始的行：

string s = null;

这在现有代码中将很是广泛！正如你所看到的那样，咱们也确实在下一行发出了警告，咱们试图间接引用它。所以，从安全的角度来看，此处的赋值警告严格来讲是多余的：它使您在新代码中保持诚实，但修复现有代码中的全部事件并不会使其更安全。对于这种状况，咱们正在处理一种模式，其中某些警告被关闭，当它不影响空安全性时，所以升级现有代码不那么使人生畏。

另外一个有助于升级的功能是，您可使用编译器指令#nullable enable和#nullable disable在代码中“本地”打开或关闭该功能。这样你就能够逐步完成你的项目并逐步处理注释和警告。

要了解更多关于可空引用类型检查出Overview of Nullable types和Introduction to nullable tutorial。

为了更深刻的设计理由，去年我在C＃中写了一篇帖子Introducing Nullable Reference Types in C#。

若是您想让本身沉浸在设计工做的平常工做中，请查看GitHub上的Language Design Notes，或者Nullable Reference Types Specification。

范围和索引

使用索引数据结构时，C＃的表现力愈来愈强。曾经想要简单的语法来切出数组，字符串或span的一部分吗？如今你能够！

继续将您的程序更改成如下内容：

using System.Collections.Generic;
using static System.Console;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        foreach (var name in GetNames())
        {
            WriteLine(name);
        }
    }

    static IEnumerable<string> GetNames()
    {
        string[] names =
        {
            "Archimedes", "Pythagoras", "Euclid", "Socrates", "Plato"
        };
        foreach (var name in names)
        {
            yield return name;
        }
    }
}

让咱们来看看迭代名字数组的那段代码。修改foreach以下：

foreach (var name in names[1..4])

看起来咱们正在迭代名字1到4。事实上代码运行时也确实如此！终点是排外的，即不包括元素4。1..4其实是一个范围表达式，它没必要像该处同样，做为索引操做的一部分出现。它有一种本身的类型，叫作Range。若是咱们想要的话，咱们能够把它拉到本身的变量中，它会起到一样的做用：

Range range = 1..4; 
foreach (var name in names[range])

范围表达式的终点没必要是整数。事实上，它们属于一种类型,叫Index，可由非负数转换得来。可是你也可使用一个新的^运算符建立Index，意思是“从末尾”。因此^1是从末尾开始1个：

foreach (var name in names[1..^1])

这会在数组的每一端去除一个元素，产生一个带有中间三个元素的数组。

范围表达式能够在任一端或两端打开。..^1与0..^1相同。1..与1..^0相同。而且..与0..^0相同：从头至尾。试试吧！尝试在Range的两端混合使用“从开始”和“从末尾”的Index,看看会发生什么。

范围不只仅适用于索引器。例如，咱们计划有重载string.SubString，SPan<T>.Slice以及使用Range参数的AsSpan扩展方法。这些不在.NET Core 3.0预览中。

异步流

IEnumerable<T>在C＃中扮演着特殊的角色。“IEnumerables”表明各类不一样的数据序列，而且语言具备用于消费和生成它们的特殊构造。

正如咱们在当前的程序中看到的那样，它们经过foreach声明来消费，该声明涉及获取枚举器的苦差事，反复推动它，沿途提取元素，最后处理枚举器。而且可使用迭代器生成它们：yield return按消费者要求产生元素。但二者都是同步的：当结果被请求时最好已经准备就绪,不然就会阻塞线程！

async和await加入到C＃中用来处理当结果被请求时不必定准备好的状况。它们能够异步await，而且线程能够在其可用以前执行其余操做。但这仅适用于单个值，而不适用于随时间逐渐和异步生成的序列，例如来自IoT传感器的测量值或来自服务的流数据。

异步流在C＃中将异步和枚举结合在一块儿！让咱们看看，经过逐步“异步”咱们当前的程序。

首先，让咱们在文件的顶部添加另外一个using指令：

using System.Threading.Tasks;

如今让咱们经过在yield return名字以前增长一个异步延迟来模拟GetNames作了一些异步工做：

await Task.Delay(1000);
yield return name;

固然，咱们获得了一个错误: 只能在async方法中使用await。因此咱们让它异步：

static async IEnumerable<string> GetNames()

如今咱们被告知咱们没有为异步方法返回正确的类型，这是公平的。但除了一般的Task东西以外，此次咱们的类型列表中有了一个新的候选能够返回：IAsyncEnumerable 。这是咱们的异步版IEnumerable ！让咱们返回它：

static async IAsyncEnumerable<string> GetNames()

就像咱们已经生成了一个异步字符串流！根据命名指南，让咱们重命名GetNames为GetNamesAsync。

static async IAsyncEnumerable<string> GetNamesAsync()

如今咱们在Main方法中的这一行获得一个错误：

foreach (var name in GetNamesAsync())

不知道如何foreach一个IAsyncEnumerable<T>。这是由于异步流的foreach须要显式使用await关键字：

await foreach (var name in GetNamesAsync())

这是foreach的异步版本:采用异步流并等待每一个元素！固然它只能在异步方法中这样作，因此咱们必须使咱们的Main方法异步。幸运的是，C＃7.2增长了对它的支持：

static async Task Main(string[] args)

如今全部的混乱都消失了，程序是正确的。可是若是你尝试编译并运行它，你会获得一些使人尴尬的错误。那是由于咱们搞砸了一下，并无彻底对齐.NET Core 3.0和Visual Studio 2019的预览。具体来讲，有一种实现类型，异步迭代器利用它与编译器指望的不一样。

您能够经过向项目添加单独的源文件来修复此问题，其中包含此桥接代码。再次编译，一切都应该工做得很好。

下一步

请让咱们知道你的想法！若是您尝试这些功能并了解如何改进它们，请使用Visual Studio 2019预览中的反馈按钮。预览的整个目的是根据现实用户手中的功能如何进行最后一次校订，因此请告诉咱们！

编码快乐，

Mads Torgersen，C＃设计负责人