Продолжая серию статей о новшествах в С#7, акцентирую внимание на, пожалуй, главных нововведениях — Pattern matching и Record type(Примерный перевод «регистрируемые типы»). Эти функционалы дополняют друг друга, поэтому лучше рассказывать о них вместе.
Начнем с Record type. Он приходит к нам из F#. По сути своей это быстрое определение класса, причем с невозможностью изменения его свойств, т.е. все его поля имеют параметр readonly, а задаются параметры в конструкторе. Описывать это достаточно долго и нудно, поэтому начнём сразу с примера кода и на примере уже все разберём. Вот пример определения record type’а:
public class Cartesian(double x: X, double y: Y);
Это определение некоторого класса, хранящего декартовы координаты точки. Транслироваться он должен в такой класс:
public class Cartesian { private readonly double $X; private readonly double $Y; public Cartesian(double x, double y) { this.$X = x; this.$Y = y; } public double X { get { return this.$X; } } public double Y { get { return this.$Y; } } public static bool operator is(Cartesian c, out double x, out double y) { x = c.X; y = c.Y; return true; } override public bool Equals(object obj) { if (obj.GetType() != typeof(Cartesian)) return false; var $o = obj as Cartesian; return object.Equals(X, $o.X) && object.Equals(Y, $o.Y); } override public int GetHashCode() { int $v = 1203787; $v = ($v * 28341) + X?.GetHashCode().GetValueOrDefault(); $v = ($v * 28341) + Y?.GetHashCode().GetValueOrDefault(); } override public string ToString() { return new System.Text.StringBuilder() .Append(“Cartesian(X: “) .Append(X) .Append(“, Y: ”) .Append(Y) .Append(“)”) .ToString(); } } Разберем свойства класса. В его определении мы указали два double параметра. Эти параметры транслируются в два открытых только для чтения свойства, и два поля только для чтения внутри класса. Затем создается конструктор с параметрами, указанными в определении класса. Также, создаются методы Equals, GetHashCode, ToString.
Наибольший интерес представляет перегруженный оператор is. Вот он как раз уже больше относится к Pattern matching. Теперь оператор is поддерживает дополнительное сравнение, кроме обычной проверки возможности приведения к типу. Также возможен дополнительный вызов этого перегруженного оператора у класса. Начнем с того, как перегружается оператор и какие действия при этом могут совершаться. Первым параметром в операторе идет передаваемый ему объект класса, он не обязательно должен быть классом этого оператора. Затем идут возвращаемые параметры, с которыми нам нужно сравнивать или которые надо получить при выполнении оператора is. При создании класса через record type создается оператор is с передаваемым record type классом и возвращаемыми значениями этого класса, указанными в определении. Вот пример того, как сделать преобразование декартовых координат в полярные с помощью оператора is:
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; } } Что мы получаем, если передать оператору объект класса Cartesian: он попытается преобразовать данные этого класса к данным класса Polar и вернет преобразованные данные.
Pattern matching (или Сопоставление с образцом; хотя это название мне не очень нравится, английское определение кажется более точным), что же это такое? Пришел он к нам из таких языков как Python и F#. По сути своей это расширенный switch, который не только может сравнивать значения одного типа с константами, но и использовать приведение типов и их преобразование к необходимой структуре. И во всем этом нам поможет новый перегруженный оператор is. Начнем с новых возможностей старого оператора проверки возможности преобразования типов. Теперь вместо вот этого:
var v = expr as Type; if (v != null) { // Используем v } можно будет писать вот так:
if (expr is Type v) { // используем v } Это, конечно, сократит код с приведением типов. Но вернемся к Pattern matching и узнаем, какие возможности он нам готовит. Напишем проверку приведения конкретных декартовых координат к полярным и получение радиуса:
var c = Cartesian(3, 4); if (c is Polar(var R, *)) Console.WriteLine(R); Итак, что здесь происходит, давайте разберемся. Берется переменная c, получается тип переменой и ищется оператор is, где первым параметром является этот тип. Далее вызывается этот оператор и, если он вернул истину, условие считается выполненным. Далее мы получаем в блоке условия локальную переменную R. Здесь нам не важен угол, и поэтому мы во второй параметр передали * — это означает игнорирование второго параметра. Еще возможно такое использование оператора:
if (c is Polar(5, *)) Console.WriteLine(R); Здесь мы накладываем дополнительное условие на возвращаемое значение радиуса, и условие выполнится, только когда радиус равен 5.
Основное применение новому оператору is — это, конечно, в операторе switch. Приведем пример решения алгебраических выражений с помощью pattern matching. Определим нужные нам классы с помощью record type.
abstract class Expr; class X() : Expr; class Const(double Value) : Expr; class Add(Expr Left, Expr Right) : Expr; class Mult(Expr Left, Expr Right) : Expr; class Neg(Expr Value) : Expr; Для начала напишем метод взятия производной.
Expr Deriv(Expr e) { switch (e) { case X(): return Const(1); case Const(*): return Const(0); case Add(var Left, var Right): return Add(Deriv(Left), Deriv(Right)); case Mult(var Left, var Right): return Add(Mult(Deriv(Left), Right), Mult(Left, Deriv(Right))); case Neg(var Value): return Neg(Deriv(Value)); } } Или упрощение выражения:
Expr Simplify(Expr e) { switch (e) { case Mult(Const(0), *): return Const(0); case Mult(*, Const(0)): return Const(0); case Mult(Const(1), var x): return Simplify(x); case Mult(var x, Const(1)): return Simplify(x); case Mult(Const(var l), Const(var r)): return Const(l*r); case Add(Const(0), var x): return Simplify(x); case Add(var x, Const(0)): return Simplify(x); case Add(Const(var l), Const(var r)): return Const(l+r); case Neg(Const(var k)): return Const(-k); default: return e; } } В описаниях данного функционала я встречал в основном примеры связанные с математическими расчетами. Я буду очень рад видеть в комментариях ваши примеры, где этот функционал действительно будет полезен не в математических расчетах.
Здесь можно почитать первоисточник
ссылка на оригинал статьи http://habrahabr.ru/post/257283/
Добавить комментарий