.NET 8 和 C# 12 新特性深度探索

引言

.NET 8 带来了一系列新特性和改进，旨在提升性能、引入高级语言特性，并扩展.NET框架的跨平台支持。本文将重点探讨.NET 8中的关键更新，特别是C# 12中的新语言功能。

C# 12 语言增强

1. 增强的模式匹配

C# 12提供了更强大的模式匹配功能，让我们能够编写更简洁、更富有表现力的代码。

列表模式

现在我们可以使用列表模式来匹配数组或列表的内容：

C#
public static void Main()
{
    int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };

    if (numbers is [1, 2, .. var rest])
    {
        Console.WriteLine($"The array starts with 1 and 2, followed by {rest.Length} more elements");
    }

    Console.ReadKey();
}

扩展的属性模式

属性模式现在可以更深入地匹配嵌套属性：

C#
public record Person(string Name, Address Address);
public record Address(string Street, string City);

var person = new Person("John Doe", new Address("123 Main St", "Anytown"));

if (person is { Name: "John Doe", Address: { City: "Anytown" } })
{
    Console.WriteLine("Found John Doe from Anytown");
}

2. 记录类型增强

C# 12改进了记录类型的互操作性，并支持非破坏性修改。

主构造函数参数的默认值

现在可以为记录的主构造函数参数提供默认值：

C#
public record Person(string Name, int Age = 30);

var person1 = new Person("Alice");  // Age will be 30
var person2 = new Person("Bob", 25);  // Age will be 25

with表达式的改进

with表达式现在支持更复杂的修改：

C#
public record Address(string Street, string City);
public record Person(string Name, Address Address);

public static void Main()
{
    var john = new Person("John", new Address("123 Main St", "Anytown"));
    var jane = john with { Name = "Jane", Address = john.Address with { Street = "456 Elm St" } };

    Console.ReadKey();
}

3. 可空引用类型的改进

C# 12进一步完善了可空引用类型，提供更好的空值处理。

改进的空检查

编译器现在能够更智能地推断空值检查：

C#
string? nullableString = null;
if (nullableString != null)
{
    int length = nullableString.Length;  // No warning here
}

.NET 8 的其他重要特性

1. 性能优化

.NET 8在性能方面做了大量工作，包括改进JIT编译器、优化垃圾回收和加快启动时间。

JIT编译器优化示例

虽然JIT优化通常是在底层进行的，但我们可以通过一些基准测试来感受性能提升：

C#
using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Running;
public class Program
{

    public static void Main()
    {
        var summary = BenchmarkRunner.Run<PerformanceTest>();
    }

}

[MemoryDiagnoser]
public class PerformanceTest
{
    private readonly int[] _array = Enumerable.Range(0, 1000000).ToArray();

    [Benchmark]
    public int SumArray()
    {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < _array.Length; i++)
        {
            sum += _array[i];
        }
        return sum;
    }
}

在.NET 8中运行这个基准测试，你可能会发现性能有所提升。

2. 新的库和API

System.Text.Json 增强

System.Text.Json命名空间得到了增强，支持更复杂的JSON处理：

C#
public class Person(string name, int age)
{
    public string Name { get; } = name;
    public int Age { get; } = age;
    public Address Address { get; set; }

}

public class Address
{
    public string Street { get; set; }
    public string City { get; set; }
}

C#
public static void Main()
{
    var json = @"{
            ""name"": ""John Doe"",
            ""age"": 30,
            ""address"": {
                ""street"": ""123 Main St"",
                ""city"": ""Anytown""
            }
          }";

    var options = new JsonSerializerOptions
    {
        PropertyNameCaseInsensitive = true
    };

    var person = JsonSerializer.Deserialize<Person>(json, options);
    Console.WriteLine($"Name: {person.Name}, City: {person.Address.City}");
}

3. 跨平台改进

.NET 8提供了更好的Linux支持和原生Apple Silicon支持。

Linux支持示例

在Linux上运行.NET应用程序变得更加容易和高效：

C#
using System.Runtime.InteropServices;

if (RuntimeInformation.IsOSPlatform(OSPlatform.Linux))
{
    Console.WriteLine("Running on Linux");
    // Linux-specific code here
}

Apple Silicon支持

对于搭载Apple Silicon处理器的Mac，.NET 8提供了原生支持：

C#
if (RuntimeInformation.ProcessArchitecture == Architecture.Arm64)
{
    Console.WriteLine("Running on ARM64 architecture");
    // ARM64-specific optimizations here
}

结论

.NET 8和C# 12带来了显著的性能改进、强大的新语言特性和更广泛的跨平台支持。通过利用这些新特性和优化，开发者可以提高应用程序性能，改善代码质量，并确保在各种环境中的兼容性。无论是构建高性能的服务器应用，还是开发跨平台的桌面程序，.NET 8都为现代软件开发提供了强大而灵活的基础。

希望这篇文章能帮助您更好地理解和应用.NET 8和C# 12的新特性。如果您对某个特定方面需要更深入的解释或更多示例，请随时告诉我。

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