C# 9.0新特性Record介绍

. net 5支持c# 9.0，c# 9.0为c#语言添加了Record 特性

Record 类型

C# 9.0 引入了Record类型，这是一种引用类型，它提供合成方法来提供值语义，从而实现相等性。 默认情况下，记录是不可变的。

使用Record类型可在 .NET 中轻松创建不可变的引用类型。 以前，.NET 类型主要分为引用类型（包括类和匿名类型）和值类型（包括结构和元组）。 虽然建议使用不可变的值类型，但可变的值类型通常不会引入错误。 值类型变量可保存值，因此在将值类型传递给方法时，会对原始数据的副本进行更改。

不可变的引用类型也有许多优点。 这些优点在使用共享数据的并发程序中更为明显。 遗憾的是，C# 强制编写大量额外的代码来创建不可变的引用类型。Record为不可变的引用类型提供类型声明，该引用类型使用值语义实现相等性。 如果用于实现相等性的合成方法的属性和哈希代码的属性都相等，则认为两条记录相等。

public record Person

{

public string LastName { get; }

public string FirstName { get; }

public Person(string first, string last) => (FirstName, LastName) = (first, last);

}

Record定义会创建一个包含两个只读属性（FirstName 和 LastName）的 Person 类型。 Person 类型是引用类型。 如果查看 IL，它就是一个类。 它是不可变的，因为在创建它后，无法修改任何属性。 定义记录类型时，编译器会自动合成其他几种方法：Eques，GetHashCode，Copy，Clone，ToString等

记录支持继承。 可声明派生自 Person 的新记录，如下所示：

public record Teacher : Person

{

public string Subject { get; }

public Teacher(string first, string last, string sub)

: base(first, last) => Subject = sub;

}

还可密封记录以防止进一步派生：

public sealed record Student : Person

{

public int Level { get; }

public Student(string first, string last, int level) : base(first, last) => Level = level;

}

编译器会合成上述方法的不同版本。 方法签名取决于记录类型是否密封以及直接基类是否为对象。 记录应具有以下功能：

• 相等性是基于值的，包括检查类型是否匹配。 例如，即使两条记录的名称相同，Student 也不能等于 Person。
• Records具有为你生成的一致的字符串表示形式。
• Records支持Copy构造。 正确的Copy构造必须包括继承层次结构和开发人员添加的属性。
• 可通过修改Copy记录。 这些Copy和修改操作支持非破坏性转变。

除了熟悉的 Equals 重载、operator == 和 operator != 外，编译器还会合成新的 EqualityContract 属性。 该属性返回与记录类型匹配的 Type 对象。 如果基类型为 object，则属性为 virtual。 如果基类型是其他记录类型，则属性为 override。 如果记录类型为 sealed，则属性为 sealed。 合成的 GetHashCode 使用基类型和记录类型中声明的所有属性和字段中的 GetHashCode。 这些合成方法在整个继承层次结构中强制执行基于值的相等性。 这意味着，绝不会将 Student 视为与同名的 Person 相等。 两条记录的类型必须匹配，而且记录类型之间共享的所有属性也必须相等。

记录还具有合成的构造函数和用于创建副本的“克隆”方法。 合成的构造函数具有记录类型的一个参数。 该函数会为记录的所有属性生成具有相同值的新记录。 如果记录是密封的，则此构造函数是专用函数；否则它将受到保护。 合成的“克隆”方法支持用于记录层次结构的副本构造。 “克隆”一词用引号引起来，因为实际名称是编译器生成的。 无法在记录类型中创建名为 Clone 的方法。 合成的“克隆”方法返回使用虚拟调度复制的记录类型。 编译器根据 record 上的访问修饰符为“克隆”方法添加不同的修饰符：

• 如果记录类型为 abstract，则“克隆”方法也为 abstract。 如果基类型不是 object，则方法也是 override。
• 当基类型为 object 时，对于不是 abstract 的记录类型：
• 如果记录为 sealed，则不向“克隆”方法添加其他修饰符（这意味着它不是 virtual）。
• 如果记录不是 sealed，则“克隆”方法为 virtual。
• 当基类型不是 object 时，对于不是 abstract 的记录类型：
• 如果记录是 sealed，则“克隆”方法也是 sealed。
• 如果记录不是 sealed，则“克隆”方法为 override。

所有这些规则的结果都是，跨记录类型的任何层次结构一致地实现了相等性。 如果两条记录的属性相等且类型相同，则它们彼此相等，如下例所示：

var person = new Person("Bill", "Wagner");

var student = new Student("Bill", "Wagner", 11);

Console.WriteLine(student == person); // false

编译器合成了两种支持打印输出的方法：ToString() 替代和 PrintMembers。 PrintMembers 采用 System.Text.StringBuilder 作为其参数。 它对记录类型中的所有属性追加一个用逗号分隔的属性名称和值的列表。 PrintMembers 会调用派生自其他记录的任何记录的基本实现。 ToString() 替代会返回由 PrintMembers 生成的字符串，并将其括在 { 和 } 内。 例如，Student 的 ToString() 方法返回一个 string，类似于以下代码：

"Student { LastName = Wagner, FirstName = Bill, Level = 11 }"

截至目前显示的示例都使用传统语法声明属性。 还有一种更简洁的格式，称为“位置记录”。 下面是先前定义为位置记录的 3 种记录类型：

public record Person(string FirstName, string LastName);

public record Teacher(string FirstName, string LastName,

string Subject)

: Person(FirstName, LastName);

public sealed record Student(string FirstName,

string LastName, int Level)

: Person(FirstName, LastName);

这些声明创建的功能与早期版本相同（以下部分介绍了几项额外的功能）。 这些声明以分号而不是方括号结尾，因为这些记录没有添加其他方法。 可添加正文，还可包括其他任何方法：

public record Pet(string Name)

{

public void ShredTheFurniture() =>

Console.WriteLine("Shredding furniture");

}

public record Dog(string Name) : Pet(Name)

{

public void WagTail() =>

Console.WriteLine("It's tail wagging time");

public override string ToString()

{

StringBuilder s = new();

base.PrintMembers(s);

return #34;{s.ToString()} is a dog";

}

}

编译器为位置记录生成 Deconstruct 方法。 Deconstruct 方法的参数与记录类型中所有公共属性的名称匹配。 Deconstruct 方法可用于将记录析构为其组件属性：

var person = new Person("Bill", "Wagner");

var (first, last) = person;

Console.WriteLine(first);

Console.WriteLine(last);

最后，记录支持 with 表达式。 with 表达式指示编译器创建记录的副本，但修改了指定的属性：

Person brother = person with { FirstName = "Paul" };

上述行创建新的 Person 记录，其中 LastName属性是 person 的副本，FirstName 为“Paul”。 可在 with 表达式中设置任意数量的属性。 你可编写除“克隆”方法以外的任何合成成员。 如果记录类型的方法与任何合成方法的签名匹配，则编译器不会合成该方法。 较早的 Dog 记录示例包含手动编码的 ToString() 方法作为示例。