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如何掌握C#的核心技術

如何掌握C#的核心技術

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前不久看到一個段子,某年甯波交警引進人臉識别技術抓拍行人闖紅燈,結果一天下來被發現闖紅燈次數最多的是珠海女子董小姐,日闖紅燈3000多次。甯波交警連夜研究抓捕方案,最後分析發現,原來是大巴車上的某掌握核心的産品廣告被錯誤識别了。

這家自稱掌握了核心的制造企業,雖然并非每個産品都賣座,但這樣的廣告詞确實也牢牢抓住了觀衆的眼球,簡單明了的廣告詞,使産品具備更加鮮明的标簽,形成了其獨特的品牌形象。

最近,又看到某汽車制造大廠,雖然業績不怎麼樣,但其董事長的眼界之高令人欽佩。在股東會上,有股東詢問過去業績不佳,是否有興趣在無人駕駛技術上跟某民族品牌建立進一步合作關系時,這位董事長也毫不猶豫的回答到:

“不接受xx提供的無人駕駛整體解決方案,要将核心技術掌握在自己手中。“

至于這家公司是否真的掌握了核心技術,也許有讀者作為該公司的産品使用者,或汽車産業從業人員,或甚至是股東,可能比較清楚,小編比較菜,對這種核心技術不太了解。

但小編從這兩個案例發現了一個現象,核心技術無論對于公司而言,還是對于個人而言,都是非常有價值的關鍵特性。一個掌握了核心技術的開發者,必然是脫離了低級趣味的專業開發者,在紛繁複雜的網際網路時代面前,往往有更多機會凸顯自己的才華,進而獲得與自己實力相比對的待遇水準。

毫無疑問,掌握C#的核心技術也同樣如此。那麼,問題是,C#的核心技術有哪些呢?我們該如何掌握C#的核心技術呢?

衆所周知,C#是由偉大的程式員之神Anders Hejlsberg為展現.NET技術的優勢而創造出來的一種優秀語言。說起Anders Hejlsberg雖然可能有的讀者不太熟悉,但說起他創造的幾種語言或編譯器,大家估計就并不陌生了。

例如他20歲時花了僅僅兩三周就開發出來了一種Pascal編譯器。之後他又開發出了Delphi,這是一種非常神奇的語言,在面向過程式開發方法的時代,Delphi能夠與VB獨占半邊天,其優秀之處顯然不是區區幾句話就能說清楚,聽說在當時,許多開發者都非常擅長使用其創造奇迹,例如今天的産品之神張小龍在30年前就曾經用其開發過foxmail,早期的wps據說也是使用Delphi開發出來的。

再後來,Anders加入了微軟,并為.NET設計了C#這樣一款優秀的語言。(當然,Anders并未止步于C#這樣的成就,在C#之後,他又改良了Javascript,并為其帶來了今天的“後端噩夢”TypeScript語言。)

2002年,C#随.NET戰略一起釋出,從一開始就被定位為.NET開發架構核心中的核心,直到今天,已經成為一種比較優秀的主流技術語言。這種語言吸收了其他語言的優勢,同時又基于.NET架構的特性實作了許多優雅的功能,今天的C#,不僅僅能夠用于傳統的面向對象開發,也同樣可以廣泛使用于函數式開發方法。對于初學者而言,如果學過Java和C++語言,上手也非常容易。

經過将近20年的發展,C#語言已經疊代了15個主要版本,從最早期的C#1.0到現在最新版的9.0,及10.0預覽版,共釋出了6次正式版本釋出,對于許多開發者而言,每一次版本更新也意味着又需要重新整理技術面,着實是一種痛并快樂的過程。

回顧那麼多個版本,你還記得哪些C#的“核心技術”給你帶來過開發效率的巨大提升麼?

最近,我有幸閱讀了新出版的《C#8.0核心技術指南》,并在這篇文章中,我摘取了幾個C#相關的新特性和概念跟大家一起分享。當然由于C#實際上是.NET架構的主力語言,以下介紹的一些核心技術,可能實質上是.NET架構的核心技術,大家不用糾結這個問題。

參見https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/whats-new/csharp-9。

參見https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/whats-new/csharp-8

可為空值類型是針對基礎類型而言,例如Int? bool?double?這些基礎類型都是我們常用的可為空值類型,該類型出現得比較早,在C#2.0中就已經出現了可為空值類型。

從C#7.0開始,可以使用is表達式對可為空值類型進行檢查,

當然,依然可以使用HasValue這種類型對可為空值類型進行檢查。

可為空值類型常用于資料庫的檢查中,可以通過該類型判斷對象是否為空,而可為空引用類型則恰好相反,可以一定程度上防止引用類型的值為空,避免引發 “未将對象引用添加到對象的執行個體”這樣的空指針異常。

該類型自C#8.0 引入,包括兩種方式“可為空引用類型”和“不可為空引用類型”,使你能夠對引用類型變量的屬性作出重要聲明 :

引用不應為 null。 當變量不應為 null 時,編譯器會強制執行規則,以確定在不首先檢查它們是否為 null 的情況下,取消引用這些變量是安全的:

必須将變量初始化為非 null 值。

變量永遠不能指派為 <code>null</code>。

引用可為 null。 當變量可以為 null 時,編譯器會強制執行不同的規則以確定你已正确檢查空引用:

隻有當編譯器可以保證該值不為 null 時,才可以取消引用該變量。

這些變量可以使用預設的 <code>null</code> 值進行初始化,也可以在其他代碼中指派為 <code>null</code>。 類型為 Null 性

例如,在常用的語句中,我們可能這樣實作:

一旦出現了string為空的情況,可能很容易就會引發空指針異常。

可為空上下文可以對編譯器如何解釋引用類型變量進行精細控制。

可以使用 .csproj 檔案中的 <code>Nullable</code> 元素為項目設定可為空注釋上下文和可為空警告上下文。 此元素配置編譯器如何解釋類型的為 Null 性以及生成哪些警告。 有效設定如下:

:“啟用”可為空注釋上下文。 “啟用”可為空警告上下文。

引用類型的變量,例如 <code>string</code> 是“不可為空”。 啟用所有為 Null 性警告。

:“禁用”可為空注釋上下文。 “啟用”可為空警告上下文。

引用類型的變量是“無視”。 啟用所有為 Null 性警告。

:“啟用”可為空注釋上下文。 “禁用”可為空警告上下文。

引用類型的變量(例如字元串)不可為 null。 禁用所有為 Null 性警告。

:“禁用”可為空注釋上下文。 “禁用”可為空警告上下文。

引用類型的變量是“無視”,就像早期版本的 C# 一樣。 禁用所有為 Null 性警告。

示例:

XML複制

你還可以使用指令在項目的任何位置設定這些相同的上下文:

<code>#nullable enable</code>:将可為空注釋上下文和可為空警告上下文設定為“已啟用”。

<code>#nullable disable</code>:将可為空注釋上下文和可為空警告上下文設定為“已禁用”。

<code>#nullable restore</code>:将可為空注釋上下文和可為空警告上下文還原到項目設定。

<code>#nullable disable warnings</code>:将可為空警告上下文設定為“已禁用”。

<code>#nullable enable warnings</code>:将可為空警告上下文設定為“已啟用”。

<code>#nullable restore warnings</code>:将可為空警告上下文還原到項目設定。

<code>#nullable disable annotations</code>:将可為空注釋上下文設定為“禁用”。

<code>#nullable enable annotations</code>:将可為空注釋上下文設定為“啟用”。

<code>#nullable restore annotations</code>:将注釋警告上下文還原到項目設定。

C#在7.0中引入了屬性模式,通過該模式,可以快速比對對象的一個或多個屬性值。例如,我們可以使用這樣的示例快速比對相關屬性值。

除了這種屬性模式,還有一種是C#8.0中引入的模式,該模式主要用于switch語句的用法,使用起來也非常簡潔。

屬性模式還支援嵌套,例如

甚至支援使用when子句。例如:

這樣的寫法可以使我們部分邏輯代碼變得更加精簡,看起來更有逼格。

屬性還提供了元組模式,位置模式兩種模式,元組模式提供了切換多個值的簡單機制,而位置模式則定義了使用對象的位置屬性作為比對模式的方式。

以下是官方文檔關于位置模式的示例。

不過,官方文檔并沒有介紹元組模式的示例,而《C#8.0核心技術指南》中介紹了該模式的用法,大家可以從書中擷取相關知識。

過去,我們傾向于使用Json.NET來處理C#中的Json序列化問題,而現在,我們則可以依托官方庫Sytem.Text.Json來完成。(雖然我們有時可能不願意用,但往後官方的許多方法會更多的依賴該庫來實作)。相比json.net,該官方庫的主要優點是更簡單、高效并且記憶體使用效率更高。

官方庫提供了如下幾種操作形式:

1、Utf8JsonReader:這是一種優化的前向Json讀取器,用于讀取Utf8編碼的Json文本。

2、Uft8JsonWriter:這是一種Json輸出器,可用于輸出Utf8編碼Json文本。

3、JsonDocument:該類型可以将Json資料解析為隻讀的DOM,可以用類似于XMLDocument的方式操作延遲加載的JsonElement示例。同時,也可以用JsonDocument讀取對象,并使用Json寫入器對Json進行更新。

Span和Memory是.NET 5中引入的新的結構體。是數組、字元串或任意連續的托管記憶體或非托管記憶體結構的底層抽象,其主要目的是進行特定的微優化,尤其是編寫需要盡可能降低記憶體配置設定(進而減輕垃圾回收器負載)的低記憶體配置設定代碼。

Span和Memory适用于各種性能熱點,例如Asp.NET CORE的處理流水線以及位元組流的解析等操作常見,具有更佳的性能。<code>Span&lt;T&gt;</code> 是在堆棧上配置設定的 引用結構 ,而不是在托管堆上配置設定的。

<code>Span&lt;T&gt;</code>表示任意記憶體的連續區域。以下為官方文檔提供的示例:

由于 <code>Span&lt;T&gt;</code> 是任意記憶體塊的抽象,是以 <code>Span&lt;T&gt;</code> 具有參數的類型和方法的方法将 <code>Span&lt;T&gt;</code> 在任何對象上操作, <code>Span&lt;T&gt;</code> 而不考慮它所封裝的記憶體類型。

<code>Span&lt;T&gt;</code> 包含方法的兩個重載 Slice ,該方法構成從指定索引處開始的目前範圍的切片。 這樣一來,就可以将中的資料 <code>Span&lt;T&gt;</code> 作為一組邏輯塊進行處理,資料處理管道的部分可以按需處理這些資料塊,并對性能的影響最小。 例如,由于新式伺服器協定通常基于文本,是以字元串和子字元串的操作非常重要。

可以使用或删除此配置設定和複制操作 <code>Span&lt;T&gt;</code> ReadOnlySpan ,如下面的示例所示:

由于時間關系,本文僅對部分内容進行了簡單整理,尚不足以對C#核心技術進行總結,而最适合深度了解C#核心技術的方式,除了通過官方學習網站來了解,可能就是獲得一本深度介紹C#核心技術的書籍,跟着作者的節奏來接觸相關知識體系,了解相關代碼,并手把手的練上一練。

而雖然市場上目前介紹C#相關技術書籍比較多,我比較推薦機械工業出版社華章IT出版的這本《C#8核心技術指南》。作者的介紹也提到,這本書将回答你在C#8.0或.NET CORE學習過程中遇到的各種問題,該書圍繞概念和用例進行組織,不但為中進階程式員提供了簡明的C#和.NET知識體系,還進行了一系列深度探索。确實如此,我也從中獲得了許多收獲,解決了許多技術問題。

雖然目前最新的C#已經重新整理到10.0預覽版,但翻譯書的出版速度可能并沒有那麼快,是以這本《C#8核心技術指南》算是市場上介紹C#8最成熟、最系統的的書籍,不管貴司用的是哪種架構,這本書都一定是非常合适的選擇。