C# 6 与 VB 12 即将加入模式匹配

又有一种源自于函数式编程语言中的概念加入了 C#和 VB 的阵营，这就是被称为模式匹配（Pattern Matching）的特性。初看上去，模式匹配的作用类似于一段 switch/select 语句块，但它的功能要强大的多。

请注意：由于 VB 版本的规格说明现在还没有完成，因此这些示例主要都是来自于 C#中的模式匹配规格说明。

is 或 Matches 操作符

.NET 中的模式匹配主要是通过“is/Matches”操作符支持的。这种还让人不太熟悉的操作符将一个类分解为多个组成部分。以下这个示例是基于在周二的新闻报道中所提到过的 Cartesian 记录类 http://www.infoq.com/news/2014/08/Record-Class （record class）的基础上创建的。

 
public static bool operator is(Cartesian c, out double x, out double y)
   x = c.X;
   y = c.Y;
   return true;
}

这个 is 操作符不仅限于在它的定义类中使用，以下这个示例以另一种方式定义了一个操作符，使它能够分解一个 Cartesian 对象，让它能够匹配一个 Polar 对象。

 
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;
  }
}
var c = Cartesian(3, 4);
if (c is Polar(var R, *))
  Console.WriteLine(R);

类型模式

最简单的模式是类型模式，它本质上就是尝试进行类型转换并同时赋给某个变量。以下是这种模式的一个示例：

 
if (expr is Type v)
  { // code using v }

递归模式

多数模式都是作为递归模式的形式出现，意即它们是由较简单的模式所组成的。看一下这种模式的示例：

 
var a = new Location(1, 2, 3); //x=1, y=2, z=3
if (a is Location(1, var y, *))

这个递归模式包括了一个常数模式，一个 var 模式和一个通配符模式。

常数模式

这个模式可以将一个属性与一个常数值进行匹配，常数匹配使用 object.Equals(left, right) 方法来判断两者是否匹配。

Var 模式

Var 模式是一定会匹配成功的，该模式对应的变量将会被赋值为调用该 is 操作符时所提供的值，而该变量的类型则是由该表达式所决定的静态类型。

通配符模式

通配符模式本质上来说就是 var 表达式，不过你不需要关心匹配的结果。

内部实现

让我们继续讨论一下这个 location 类的示例，编译器在编译阶段会进行以下几个步骤的处理：

1. 创建变量 $x、$y 和 $z
2. 调用 Location.is(a, out $x, out $y, out $z) 方法，并确认返回结果为 true
3. 常数模式：检查 object.Equals($x, 1) 调用的结果
4. Var 模式：将 $y 赋给 y
5. 通配符模式：忽略 $z 变量

Switch/Select Case 语句块

Switch 语句块的功能将得到扩展，它将能够使用模式匹配特性。这实际上意味着你可以按以下方式编写语句：

 
case null:
case String s
case Location(1, var y, *):

限制

在目前的规格草稿中，还没有对于范围检查的支持。这意味着你不能编写类似于“a is Location( > 0, 1 to 5, <= 10)”这样的代码。此外目前也不支持在一个列表或迭代器中进行元素匹配。

查看英文原文： Pattern Matching in C# 6 and VB 12