C# 中的 is 真的是越來越強大，越來越語義化

一線碼農發表於2020-09-30
C#

一：背景

1. 講故事

最近發現 C#7 之後的 is 是越來越看不懂了，乍一看花裡胡哨的，不過當我靜下心來仔細研讀，發現這 is 是越來越短小精悍，而且還特別語義化，那怎是一個爽字了得?，這一篇就和大家簡單聊一聊。

二：C#7 之前的 is 如何使用

1. 型別相容性檢測

相信學過 C# 的朋友都會知道 is 是幹嘛的，而且還經常和 as 一起比較，前者一般做相容性檢測，後者一般做相容性轉換，這裡我就舉個例子吧：


        static void Main(string[] args)
        {
            object slot = new Slot() { ClothesName = "上衣" };

            if (slot is Slot)
            {
                Console.WriteLine($"slot is {nameof(Slot)}");
            }

            if (slot is IComparable)
            {
                Console.WriteLine($"slot is {nameof(IComparable)}");
            }
        }

        public class Slot : IComparable
        {
            public string ClothesName { get; set; }

            public int CompareTo(object obj) {return 0;}
        }

從這個例子可以看到， object 型別的 slot 和 Slot, IComparable 都是型別相容的，非常簡單。

2. 遺憾的地方

然而在實際編碼中，我相信有很多朋友都會在後續的過程中用到 slot 例項，而上面的這個例子，即使我用 is 檢測到了是 Slot 型別，最後我還是要 將 object slot 強轉成 Slot型別，做了一次檢測，又做了一個強轉，這就很奇葩了，如下程式碼：


            if (slot is Slot)
            {
                var query = (Slot)slot;
                Console.WriteLine($"slot is {nameof(Slot)}, ClothesName={query.ClothesName}");
            }

除非有毛病才寫這樣的程式碼，幹嘛不直接用 as 嘗試性轉換將兩步合為一步走呢？ 修改程式碼如下：


            var query = slot as Slot;

            if (query != null)
            {
                Console.WriteLine($"slot is {nameof(Slot)}, ClothesName={query.ClothesName}");
            }

這就導致很多場景下，is 都被 as 替代了，搞的 is 成了一個空架子，如果 is 能合併 as 的功能，那就??了，我覺得這個急需增強。

三：C#7 之後的 is 如何使用

也終於在 C#7 之後對 is 進行了翻天覆地的語法糖改造，導致你初看已經不明白啦???，下面我就一一舉例來說明吧。

1. is 和 複雜型別/簡單型別 的結合

現在就來看一下怎麼用新is 解決剛才兩次轉換的問題，如下程式碼：


            object slot = new Slot() { ClothesName = "上衣" };

            if(slot is Slot query)
            {
                Console.WriteLine($"slot is {nameof(Slot)}, ClothesName={query.ClothesName}");
            }

這段程式碼表面意思是：先用 is 檢測 slot 是否為 Slot 型別，如果是就賦值給 Slot 型別的 query 變數，哈哈，有點意思吧，為了驗證是否如我所說，用反編譯工具看看。

  • ILSpy 反編譯

  • DnSpy 反編譯

可以看到，在實操中，編譯器都用 as 進行了還原，不過從程式碼流暢性來看，ILSpy更??一點。

除了和類例項比較之外，還可以和 int,string,tuple ...進行比較， 程式碼如下：


            object e = 150;

            //字串比較
            if (e is "hello") { }

            //整形比較
            if (e is 10) { }

            //tuple 比較
            if (e is (10, 20)) { }

2. is 和 null 的結合

大家在寫 sql 的時候判斷某一個欄位是否為 null，通常都會這樣寫： username is null 或者 username is not null ，哈哈，這種寫法也被引入到 C# 中了，有意思吧，上程式碼：


            object e = 150;

            if (e is null)
            {
                Console.WriteLine("e is null");
            }

            if (e is not null)
            {
                Console.WriteLine("e is not null");
            }

這麼語義化的寫法在C#中看到是不是有點不習慣，那為啥在 sql 中就習以為常呢？ 其實反編譯過來也沒啥，就是一個 == 判斷，如下程式碼：

3. is 和 and ，or 的結合

現在大家都看到了 is 通常是放在 if 語句中，既然在 if 語句中，那肯定有很多的邏輯判斷，這就需要結合 and，or 構建非常複雜的邏輯關係，不要眼花哦。


            object e = 150;

            if (e is >= 100 and <= 200)
            {
                Console.WriteLine($"e={e} 果然 大於 100 並且 小於 200");
            }

            if (e is 100 or 150 or 200)
            {
                Console.WriteLine($"e={e} 是在 100,150,200 三個數字中");
            }

            if (e is not null and not "")
            {
                Console.WriteLine($"e={e}，模擬 !string.IsNullOrEmpty 功能");
            }

可以看到最後的: e is not null and not "" 其實等價於 !string.IsNullOrEmpty, 是不是有點意思哈。

這裡有一點要提醒的是，上面的 e 在編譯器層面都是 object 型別，如果你想在 編譯器層面使用 int 運作，還是用 例子1 的方式轉換一下哈，如下圖所示：

4. is 和 var 的結合

當 is 和 var 結合起來就更??了，可以實現在 if 判斷的過程中生成臨時變數，如下程式碼：


            int e = 150;

            if (e is var i && i >= 100 && i <= 200)
            {
                Console.WriteLine($"e={i} 果然 大於 100 並且 小於 200");
            }

上面程式碼中的 i 就是一個臨時變數，後面做的一切業務邏輯都是基於 i 這個臨時變數的，如果還沒有領會到精粹，沒關係，我舉一個專案中的例子吧。。。

我們公司是搞衣物洗滌自動化，也需要對線下 傳輸線上的衣服進行自動化上掛，取走和衣物組合搭配，舉個例子：找到 剛好掛了一件褲子L && 一件上衣L && 總衣服個數=2 的 掛孔號，要是還沒聽懂就算了，直接上程式碼說話。


class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var slotList = new List<Slot>()
            {
                new Slot()  {SlotID=1, ClothesID=10,ClothesName="上衣", SizeName= "L" },
                new Slot()  {SlotID=1, ClothesID=20,ClothesName="褲子", SizeName= "M" },
                new Slot()  {SlotID=1, ClothesID=11,ClothesName="皮帶", SizeName= "X" },
                new Slot()  {SlotID=2, ClothesID=30,ClothesName="上衣", SizeName= "L" },
                new Slot()  {SlotID=2, ClothesID=40,ClothesName="褲子", SizeName= "L" }
            };

            //找到 剛好掛了一件褲子L & 一件上衣L  & 總衣服個數=2  的 掛孔號
            var query = slotList.GroupBy(m => m.SlotID).Where(m =>
                                                                      m.Where(n => n.SizeName == "L").ToList() is var clothesList &&
                                                                      clothesList.Count(k => k.ClothesName == "褲子") is 1 &&
                                                                      clothesList.Count(k => k.ClothesName == "上衣") is 1 &&
                                                                      m.Key == 2
                                                              )
                                                    .ToDictionary(k => k.Key, v => v.ToList());
        }

        public class Slot
        {
            public int SlotID { get; set; }

            public int ClothesID { get; set; }

            public string ClothesName { get; set; }

            public string SizeName { get; set; }
        }
    }

重點在於上面程式碼的 m.Where(n => n.SizeName == "L").ToList() is var clothesList ，這裡的 clothesList 就是臨時變數，它存放了所有 尺寸L 的衣物,後續的檢索都是基於這個 clothesList，是不是大大提高了檢索速度~~~

四：總結

我覺得 is 的功能增強早就該出現了，現在終於搞定了，越來越人性化，鍵盤敲擊次數越來越少，頭髮也不落了，甚至又開始第二春了，總的來說還是那句話，C# 大法??。

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