C# 9.0引入了新的特性“Record types”，为封装数据提供了内置的功能。本文将详细讨论如何在C# 9.0中使用Record types，并提供示例。

什么是Record types？

Record types是设计用于存储数据的引用类型。它们可以使用位置参数或标准属性语法创建不可变的属性。Record types类似于类，但它们提供了一些内置的功能，例如：

• 基于值的相等性
• 基于值的哈希
• 一个 ToString 方法，打印所有属性的值
• 一个构造函数，接受并初始化所有属性
• 一个 with 表达式，用于创建具有更新值的记录的新实例

虽然记录可以是可变的，但它们主要用于支持不可变的数据模型。 记录类型提供以下功能：

• 用于创建具有不可变属性的引用类型的简明语法
• 行为对于以数据为中心的引用类型非常有用：
  • 值相等性
  • 非破坏性变化的简明语法
  • 用于显示的内置格式设置
• 支持继承层次结构

可使用结构类型来设计以数据为中心的类型，这些类型提供值相等性，并且很少或没有任何行为。 但对于相对较大的数据模型，结构类型有一些缺点：

• 它们不支持继承。
• 它们在确定值相等性时效率较低。 对于值类型，ValueType.Equals 方法使用反射来查找所有字段。 对于记录，编译器将生成 Equals 方法。 实际上，记录中的值相等性实现的速度明显更快。
• 在某些情况下，它们会占用更多内存，因为每个实例都有所有数据的完整副本。 记录类型是引用类型，因此，记录实例只包含对数据的引用。

创建Record types

要创建Record types，您需要使用 record 关键字，后跟记录类型的名称。以下是一个简单的Record类型的示例：

record Person(string FirstName, string LastName);

在此示例中，我们定义了一个名为 Person 的记录类型，它有两个属性：FirstName 和 LastName。我们可以像这样创建这个Record类型的实例：

var person = new Person("John", "Doe");

位置参数

Record types可以使用位置参数创建具有不可变属性的记录类型。以下是一个具有三个属性的Record类型的示例：

record Point(int X, int Y, int Z);

在此示例中，我们定义了一个名为 Point 的Record类型，它有三个属性：X、Y和 Z。我们可以像这样创建这个Record类型的实例：

var point = new Point(1, 2, 3);

标准属性语法

Record types也可以使用标准属性语法创建具有不可变属性的Record类型。以下是具有两个属性的Record类型的示例：

record Car
{
    public string Make { get; }
    public string Model { get; }

    public Car(string make, string model)
    {
        Make = make;
        Model = model;
    }
}

在此示例中，我们定义了一个名为 Car 的Record类型，它有两个属性：Make 和 Model。我们可以像这样创建这个Record类型的实例：

var car = new Car("Honda", "Civic");

相等性和哈希

Record types提供基于值的相等性和哈希。这意味着，如果两个Record类型的实例的属性具有相同的值，则它们被认为是相等的。以下是具有两个属性的Record类型的示例：

record Person(string FirstName, string LastName);

我们可以创建两个Record类型的实例：

var person1 = new Person("John", "Doe");
var person2 = new Person("John", "Doe");

如果我们使用 == 运算符比较这些实例，则结果将为 true：

Console.WriteLine(person1 == person2); // 输出: True

Record类型的 GetHashCode 方法是根据其属性的值自动实现的。以下是一个示例：

Console.WriteLine(person1.GetHashCode()); // 输出: 350355203
Console.WriteLine(person2.GetHashCode()); // 输出: 350355203

两个实例具有相同的哈希代码，因为它们具有相同的属性值。

更新记录

Record types提供 with 表达式，用于创建具有更新值的Record的新实例。以下是具有两个属性的Record类型的示例：

record Person(string FirstName, string LastName);

我们可以创建一个Record类型的实例：

var person1 = new Person("John", "Doe");

要更新这个Record类型的实例，我们可以使用 with 表达式：

var person2 = person1 with { LastName = "Smith" };

在此示例中，我们使用 with 表达式创建了一个新的Record类型的实例，该实例具有更新的 LastName 值。原始实例的值未更改。

结论

在C# 9.0中，Record types是一个强大的新功能，它提供了内置的功能来封装数据。在本文中，我们讨论了如何使用位置参数或标准属性语法创建Record类型，并介绍了它们提供的内置功能，例如值相等性，哈希，以及如何使用 with 表达式创建新的记录类型的实例。