C#的模式匹配(Pattern Matching)如何简化条件判断？

c#的模式匹配通过更简洁、强大的条件判断提升代码可读性和安全性。1. 相比传统if-else，模式匹配减少冗余代码和类型转换，实现类型检查、转换与属性提取一步到位；2. 在switch表达式中使用模式匹配需确保完备性，可借助\_处理默认情况；3. 处理复杂数据结构时可嵌套使用属性模式和位置模式，深入提取信息；4. 常见错误包括未覆盖所有输入情况和模式顺序不当，应利用编译器警告和单元测试避免；5. 性能通常与if-else相当或更优，但复杂模式可能影响效率，可通过减少属性访问、缓存结果等方式优化。

C#的模式匹配本质上是一种更简洁、更强大的条件判断方式。它允许你根据数据的“形状”和“值”来进行分支，减少了冗余的代码和类型转换，让代码更易读也更安全。

解决方案

C#的模式匹配通过

is

switch

• 类型模式 (Type Pattern): 最基础的用法，

  object o is string s

  ，如果

  o

  是字符串，则将其转换为

  s

  ，并在

  true

  分支中使用。

  object obj = "Hello";
  if (obj is string str)
  {
      Console.WriteLine(str.Length); // 无需额外类型转换
  }

• 常量模式 (Constant Pattern): 匹配常量值，比如

  case null:

  或

  case 0:

  。

  object? value = null;
  switch (value)
  {
      case null:
          Console.WriteLine("Value is null");
          break;
      case 0:
          Console.WriteLine("Value is zero");
          break;
      default:
          Console.WriteLine("Value is something else");
          break;
  }

• 属性模式 (Property Pattern): 直接检查对象的属性值。

  public class Point { public int X { get; set; } public int Y { get; set; } }
  
  Point p = new Point { X = 10, Y = 20 };
  if (p is { X: 10, Y: 20 })
  {
      Console.WriteLine("Point is (10, 20)");
  }

• 位置模式 (Positional Pattern): 如果类型支持解构 (deconstruction)，可以使用位置模式。

  public class Point { public int X { get; set; } public int Y { get; set; }
      public void Deconstruct(out int x, out int y) { x = X; y = Y; }
  }
  
  Point p = new Point { X = 5, Y = 7 };
  if (p is (5, 7))
  {
      Console.WriteLine("Point is (5, 7)");
  }

• var 模式 (Var Pattern): 总是匹配，并将值赋给一个新变量。 常用于

  switch

  语句的

  default

  分支。

• 弃元模式 (Discard Pattern): 用

  _

  表示，匹配任何值，但不使用它。 常用于忽略解构结果中的某些值。
  

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• 关系模式 (Relational Pattern): 使用关系运算符（, =）进行比较。

  int age = 25;
  string stage = age switch
  {
      < 18 => "Minor",
      >= 18 and < 65 => "Adult",
      _ => "Senior"
  };

• 逻辑模式 (Logical Pattern): 使用

  and

  、

  or

  、

  not

  组合模式。

  if (obj is string s and not null)
  {
      Console.WriteLine("String is not null");
  }

模式匹配相比传统if-else语句有哪些优势？

模式匹配更简洁、可读性更高。 传统

if-else

if (obj is Type)

如何在switch表达式中使用模式匹配？

switch

switch

case

switch

_

object obj = 123;
string result = obj switch
{
    int i => $"It's an integer: {i}",
    string s => $"It's a string: {s}",
    null => "It's null",
    _ => "It's something else"
};

Console.WriteLine(result);

模式匹配在处理复杂数据结构时有哪些技巧？

当处理复杂数据结构，比如嵌套的对象或集合时，可以使用嵌套的模式匹配。 结合属性模式和位置模式，可以深入到数据结构的内部，提取所需的信息。 考虑一个场景：你需要处理一个包含地址信息的对象，地址信息本身又包含城市和邮政编码。 你可以使用嵌套的模式匹配来同时检查城市和邮政编码是否符合特定的条件。

public class Address { public string City { get; set; } public string ZipCode { get; set; } }
public class Person { public string Name { get; set; } public Address Address { get; set; } }

Person person = new Person { Name = "Alice", Address = new Address { City = "New York", ZipCode = "10001" } };

if (person is { Address: { City: "New York", ZipCode: "10001" } })
{
    Console.WriteLine("Person lives in New York with zip code 10001");
}

如何避免模式匹配中的常见错误？

最常见的错误是忘记处理所有可能的输入情况，导致

switch

switch

模式匹配对代码性能有什么影响？

模式匹配的性能通常与传统的

if-else