Рефакторинг коду з використанням псевдонімів будь-якого типу

Ця стаття є третьою в серії з чотирьох частин, в яких ми розглянемо різні можливості C# 12. У цій частині ми зануримося у функцію «псевдонім будь-якого типу», яка дозволяє створювати псевдонім для будь-якого типу за допомогою директиви using. Ця серія статей дійсно починає набувати гарних рис:

1. Рефакторинг вашого C# коду за допомогою первинних конструкторів

2. Рефакторинг вашого C# коду за допомогою виразів колекцій

3. Рефакторинг C# коду за допомогою псевдонімів для будь-яких типів (ця стаття)

4. Рефакторинг вашого C# коду для використання лямбда-параметрів за замовчуванням

 

Всі ці можливості продовжують наш шлях до того, щоб зробити наш код більш читабельним і зручним для супроводу, і вважаються «повсякденними можливостями C#», які повинні знати розробники. Давайте зануримося!

Псевдонім будь-якого типу *️⃣

У C# 12 з’явилася можливість псевдонімізувати будь-який тип за допомогою директиви using. Ця функція дозволяє вказувати псевдоніми, які відображаються на інші типи. Це стосується типів кортежів, вказівників, масивів і навіть не відкритих узагальнених типів, і всі вони будуть доступні у вашому коді. Ця можливість є особливо корисною:

• При роботі з довгими або складними іменами типів.

• Коли вам потрібно розмежувати типи і вирішити потенційні конфлікти імен.

• При визначенні типів кортежів значень, які ви маєте намір спільно використовувати у збірці.

• Коли ви хочете додати ясності до вашого коду, використовуючи більш описові імена.

Офіційна документація C# містить багато прикладів використання цієї можливості, але замість того, щоб повторювати ці приклади тут, я вирішив написати демонстраційну програму, яка ілюструє різні аспекти цієї можливості.

Типи посилань з нульовим значенням

_________________________________________________________________________

 

Ця функція підтримує більшість типів, за єдиним винятком типів посилань, які можна обнулити. Тобто, ви не можете створити псевдонім для nullable reference type, і компілятор C# повідомить про помилку CS9132: Using alias cannot be a nullable reference type. Наступні біти були вилучені зі специфікації функції, щоб допомогти прояснити цей момент:

Анонс C# 12

C# 12 доступний вже сьогодні! Ви можете отримати його, завантаживши .NET 8, останню версію Visual Studio або C# Dev Kit від Visual Studio Code.

Для існуючих проектів вам також потрібно вказати, що ви хочете змінити мовну версію. Ви можете змінити мовну версію, змінивши TargetFramework на .NET 8:

C# 12 підвищує продуктивність розробників завдяки спрощеному синтаксису та пришвидшенню виконання. Ви можете ознайомитися з подробицями про кожну функцію в статті Що нового в C# 12 на MS Learn. Стаття “Що нового” містить посилання на оновлення документації по C# на MS Learn, які відображають нові можливості.

Спрощення коду

Кожна версія C# допомагає вам писати кращий код – простіший код, який краще виражає ваші наміри. У порівнянні з кодом, який ви писали раніше, новий підхід працює так само швидко або швидше і займає стільки ж або менше ресурсів. Ви можете з упевненістю застосовувати ці нові функції. Однією з цілей проектування нових можливостей є забезпечення того, щоб використання нової можливості не погіршувало продуктивність.

У C# 12 введено вирази колекцій, первинні конструктори для всіх класів і структур, синтаксис для псевдонімів будь-якого типу та параметри за замовчуванням для лямбда-виразів, які спрощують ваш код.

Вирази колекцій

 

До C# 12 створення колекцій вимагало різного синтаксису для різних сценаріїв. Ініціалізація List вимагала іншого синтаксису, ніж int[] або Span. Ось лише декілька способів створення колекцій:

Вирази колекцій мають уніфікований синтаксис:

Ви не тільки можете використовувати єдиний синтаксис, але й компілятор створює для вас швидкий код. У багатьох випадках компілятор встановлює ємність колекції та уникає копіювання даних.

А якщо цього виявиться недостатньо – ви можете використовувати оператор new spread для включення елементів однієї або декількох колекцій або перечислювальних виразів у вираз колекції:

Реалізація будь-якого виразу поширення оптимізована і часто буде кращою, ніж код, який ви могли б написати для об’єднання колекцій.

Ми дуже зацікавлені у відгуках щодо можливої майбутньої роботи над виразами колекцій. Ми розглядаємо можливість розширення виразів колекцій за рахунок словників та підтримки var (природних типів) у майбутній версії C#.

Як і багато інших нових можливостей C#, аналізатори можуть допомогти вам перевірити нову функцію та оновити ваш код:

Дізнайтеся більше про вирази збору у цій статті на MS Learn.

Первинні конструктори для будь-якого класу або структури

 

У C# 12 розширено можливості первинних конструкторів для роботи з усіма класами та структурами, а не лише із записами. Первинні конструктори дозволяють вам визначати параметри конструктора під час оголошення класу:

Найпоширеніші способи використання первинного параметра конструктора

• Як аргумент для виклику конструктора base().

• Для ініціалізації поля або властивості члена.

• Посилання на параметр конструктора у члені екземпляру.

• Для усунення шаблонів при ін’єкції залежностей.

Ви можете розглядати первинний параметр конструктора як параметр, який є доступним для всього оголошення класу.

Ви можете додавати первинні конструктори до будь-якого типу: class, struct, record class та record struct. Параметри первинних конструкторів у class і struct є доступними для всього визначення class або struct. Ви можете використовувати параметри для ініціалізації полів або властивостей, або в тілі інших членів. При використанні з типами record компілятор генерує загальнодоступну властивість для кожного первинного параметра конструктора. Ці властивості є лише одними з багатьох членів, які автоматично генеруються для типів record.

Ми дуже зацікавлені у відгуках щодо можливої майбутньої роботи над первинними конструкторами. Ми розглядаємо можливість дозволити вам позначати параметри первинних конструкторів як readonly і вказувати, що ви хочете створити загальнодоступну власність.

Дізнайтеся більше про первинні конструктори у цій статті. Щоб дізнатися більше про використання первинних конструкторів для записів і не-записів, перегляньте Підручник: Вивчення первинних конструкторів.

Псевдонім будь-якого типу

 

Псевдонімизація типів – це зручний спосіб прибрати складні сигнатури типів з вашого коду. Починаючи з C# 12, у директивах alias можна using додаткові типи. Наприклад, у більш ранніх версіях C# ці псевдоніми не працюють:

Нові можливості C# 12 preview

Visual Studio 17.7 Preview 3 та .NET 8 Preview 6 продовжують розвиток C# 12. Ця попередня версія включає функції, призначені для створення фундаменту для покращення продуктивності в майбутньому. Простий доступ до вбудованих масивів дозволить бібліотекам використовувати їх у більшій кількості програм без зайвих зусиль з вашого боку. У цій попередній версії дебютує експериментальна функція перехоплення, яка дозволяє генераторам перенаправляти код, наприклад, для забезпечення контекстно-залежної оптимізації.Нарешті, розширено можливості роботи функції nameof.

Ви можете отримати C# 12, встановивши останню попередню версію Visual Studio або останню версію .NET SDK. Щоб ознайомитися з можливостями C# 12, вам потрібно встановити мовну версію вашого проєкту на preview:

Оскільки перехоплювачі є експериментальними, вони потребують додаткового позначення у файлі проєкту.

nameof – доступ до елементів екземпляра

 

Відтепер ключове слово nameof працює з іменами елементів, включно з початковими значеннями, статичними елементами та атрибутами:

Ви можете дізнатися більше в статті Що нового в C# 12.

Вбудовані масиви

Атрибут InlineArrayAttribute був представлений у середовищі виконання у попередньому випуску .NET 8. Це розширена функція, яка буде використовуватися переважно компілятором, бібліотеками .NET та деякими іншими бібліотеками. Атрибут ідентифікує тип, який можна розглядати як безперервну послідовність примітивів для ефективних, безпечних за типом, захищених від перевиконання індексованих/зрізаних вбудованих даних. Бібліотеки .NET підвищують продуктивність ваших програм та інструментів, що використовують вбудовані масиви.

Компілятор створює різні IL для доступу до вбудованих масивів. Це призводить до деяких обмежень, наприклад, не підтримуються шаблони списків. У більшості випадків доступ до вбудованих масивів здійснюється так само, як і до інших масивів. Різні IL дають приріст продуктивності без зміни коду:

Більшість людей використовують вбудовані масиви, а не створюють їх. Але корисно розуміти, як це працює. Інтегровані масиви швидкі, тому що вони покладаються на точний план заданої довжини. Вбудований масив – це тип з одним полем, позначений атрибутом InlineArrayAttribute, який вказує довжину масиву. У типі, що використовувався у попередньому прикладі, завдяки параметру атрибута програма створює сховище рівно для десяти елементів у Buffer10:

Більше інформації в статті Що нового в C# 12.

Перехоплювачі

У цій версії представлено експериментальну можливість, яка називається interceptors (перехоплювачі). Вона призначена для розширених сценаріїв, зокрема для покращення випереджувальної компіляції (AOT). Як експериментальна частина .NET 8, вона може бути змінена або вилучена у майбутній версії. Таким чином, його не слід використовувати у продакшені.

Перехоплювачі дозволяють перенаправляти виклики певних методів до іншого коду. Атрибути визначають фактичне місцеперебування вихідного коду, тому перехоплювачі зазвичай підходять лише для генераторів коду. Ви можете прочитати статтю-пропозицію про перехоплювачі, щоб дізнатися більше про те, як вони працюють.

Оскільки перехоплювачі є експериментальною можливістю, вам потрібно буде явно увімкнути їх у файлі проєкту:

Перехоплювачі дозволяють створювати цікаві шаблони коду. Ось кілька прикладів:

Виклики, відомі під час компіляції, такі як Regex.IsMatch(@“a+b+”) з постійним шаблоном, можуть бути перехоплені, щоб використовувати статично згенерований код для оптимізації, сприятливої до AOT.

ASP.NET Мінімальні виклики API, такі як app.MapGet(“/products”, handler: (int? page, int? pageLength, MyDb db) => { … }) можна перехопити, щоб зареєструвати статично згенеровану thunk, яка викликає користувацький обробник напряму, минаючи виділення та індексацію.

У векторизації, де цикли foreach містять виклики користувацьких методів, компілятор може переписати код, щоб перевірити та використати відповідні властивості під час виконання, але повернутися до початкового коду, якщо ці властивості недоступні.

Статична роздільна здатність графів залежностей для впровадження залежностей, де provider.Register() може бути перехоплений.

Виклики до провайдерів запитів можна перехоплювати, щоб запропонувати переклад на іншу мову (наприклад, SQL) під час компіляції, замість того, щоб обчислювати дерева виразів для перекладу під час виконання.

Serializers (серіалізатори) можуть генерувати специфічну для типу (де)серіалізацію на основі конкретного типу викликів, таких як Serialize(), і все це під час компіляції.

Більшість програмістів не будуть використовувати перехоплювачі безпосередньо, але в будь-якому випадку вони відіграватимуть важливу роль у прагненні зробити ваші програми швидшими та простішими у розгортанні. Очікується, що перехоплювачі залишаться експериментальними у версії C# 12/.NET 8 і можуть бути включені в наступну версію C#.

Підсумок

Ви можете знайти більше інформації про всі функції, представлені на цей час, на сторінці Що нового в C# 12 в Microsoft Learn, а також відстежувати розвиток функцій C# 12 на сторінці Roslyn Feature Status.

Ви можете перевірити найновіші можливості C# 12, завантаживши останню попередню версію Visual Studio або останню версію .NET SDK і встановивши LangVersion для preview у файлі вашого проєкту.