C# 9 新特性 —— 补充篇

Intro

前面我们分别介绍了一些 C# 9 中的新特性，还有一些我觉得需要了解一下的新特性，写一篇作为补充。

Top-Level Statements

在以往的代码里，一个应用程序必须要有 Main 方法才能运行，从 C# 9 开始，支持没有 Main 方法的程序，实际编译之后还是会有一个 Main 方法的，使用示例如下：

using static System.Console;WriteLine("Hello World!");

实际编译出来的结果如下：

实际会生成一个没有命名空间的 <Program>$ 的类型，类中定义的有一个名称是 <Main>$ 的静态方法

Improved discards in lambda input parameter

从 C# 7.2 开始，我们可以使用 _ 来代表一个不使用的变量，废弃变量，但是在 lambda 表达式里默认不能有同名的参数名，从 C# 9 开始，支持多个参数同时使用 _ 来表示，如下所示：

Func<int, int, int> constant = (_, _) => 42;

Attributes for local function

从 C# 9 开始，我们可以在局部方法（本地方法）上设置 Attribute

public static void MainTest()
{InnerTest();[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]void InnerTest(){Console.WriteLine(nameof(InnerTest));}
}

Partition methods

在 C# 2.0 之后就支持了分部类，通常分部类会出现在动态代码生成的地方，对于想要将一个类型拆分到多个文件里，我们通常也会考虑用到分部类。

C# 3.0 开始支持了分部方法，但是功能比较弱，使用起来有一些限制：

分部类型各部分中的签名必须匹配。
方法必须返回 void。
不允许使用访问修饰符。分部方法是隐式 private 的。

C# 9 增强了分部方法的支持，分部方法的使用，只能在一个地方有方法体，目前主要是为了 Source Generator 引入了这个语言特性，可以在一个地方定义方法，在另外一个地方实现方法体，示例如下：

partial class PartialMethod
{public static partial void MainTest();static partial void Test1();
}partial class PartialMethod
{public static partial void MainTest(){Test1();Console.WriteLine("Partial method works");}
}

符合 C# 3.0 分部方法规则的允许没有方法体，否则必须要有方法体

`ModuleInitializer`

Source Generator 除了上面的分部方法之外，还引入了一个 ModuleInitializer 的概念，就像它的名字，模块初始化器，当用到某个模块的时候就会调用对应的 ModuleInitializer 方法进行初始化操作

ModuleInitializer 定义如下：

namespace System.Runtime.CompilerServices
{[AttributeUsage(AttributeTargets.Method, Inherited = false)]public sealed class ModuleInitializerAttribute : Attribute{}
}

使用示例如下：

internal static class ModuleInitializerSample
{/// <summary>/// Initializer for specific module/// /// Must be static/// Must be parameter-less/// Must return void/// Must not be a generic method/// Must not be contained in a generic class/// Must be accessible from the containing module/// </summary>[ModuleInitializer]public static void Initialize(){Console.WriteLine($"{nameof(ModuleInitializerAttribute)} works");}
}

ModuleInitlializer 对应的方法有几个要求

必须是静态方法
不能有方法参数，无参数方法
方法没有返回值，返回类型必须是 void
不能是泛型方法
不能在泛型类中
必须能够被所在模块访问的到（至少是 internal）

来看反编译的代码，可以看到有一个 Module 的类，在这个 Module 类的静态构造方法里会去调用声明为 ModuleInitializer 的方法

Function Pointer

C# 9 支持方法指针，对委托进一步的”C++化“，进一步提升性能，属于非安全代码，使用需开启 unsafe，使用示例如下：

public static unsafe void MainTest()
{delegate*<int, int, int> pointer = &Test;var result = pointer(1, 1);Console.WriteLine(result);
}private static int Test(int num1, int num2)
{Console.WriteLine($"Invoke in {nameof(Test)}, {num1}_{num2}");return num1 + num2;
}

Static Anoymouse Method

C# 9 开始支持在匿名方法或者表达式前声明 static，声明 static 之后就不能使用实例变量，只能使用静态变量，如下所示：

internal class StaticAnonymousMethod
{private readonly int num = 1;public void MainTest(){// anonymous methodAction action = () => { Console.WriteLine(num); };Action action1 = static () => { };// can not access `num`//expressionExpression<Func<int, bool>> expression = i => i > num;Expression<Func<int, bool>> expression1 = static i => i > 1;// can not access `num`}
}

Covariant Return Type

C# 9 开始支持返回类型的 Covariant（协变），对于 override 方法可返回从重写基方法的返回类型派生的类型。这对于record和其他支持工厂方法的类型会很有用。可以参考下面的使用示例：

internal class CovariantReturnType
{private abstract class Operation{}private abstract class OperationFactory{public abstract Operation GetOperation();}private class AddOperation : Operation{}private class AddOperationFactory : OperationFactory{// 返回类型协变，返回具体的类型而不是抽象类中声明的类型public override AddOperation GetOperation(){return new();}}public static void MainTest(){var factory = new AddOperationFactory();factory.GetOperation();}
}

除此之外还有一些小的更新特性，详细可以参考文末给出的官方文档。

Reference

https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/whats-new/csharp-9
https://github.com/WeihanLi/SamplesInPractice/tree/master/CSharp9Sample