歷史回顧 - C# 12 新功能盤點

參考資料：微軟官方文件 C# 12

C# 12 隨 .NET 8 SDK 在 2023 釋出。

1. Primary Constructors
   在 class/struct 宣告直接寫主建構式帶入參數，用來初始化欄位/屬性、轉傳給 base(...)、或在成員中引用，其他建構子需以 this(...) 轉呼叫主建構式。

   public readonly struct Distance(double dx, double dy)
   {
       public readonly double Magnitude { get; } = Math.Sqrt(dx * dx + dy * dy);
       public readonly double Direction { get; } = Math.Atan2(dy, dx);
   }
   // 背後會轉換成以下程式
   public readonly struct Distance
   {
       public readonly double Magnitude { get; }
   
       public readonly double Direction { get; }
   
       public Distance(double dx, double dy)
       {
           Magnitude = Math.Sqrt(dx * dx + dy * dy);
           Direction = Math.Atan2(dy, dx);
       }
   }
   // 另一個範例
   public class Employee(string firstName, string lastName, DateTime hireDate, decimal salary)
   {
       public string FirstName { get; } = firstName;
       public string LastName  { get; } = lastName;
       public DateTime HireDate { get; } = hireDate;
       public decimal Salary { get; } = salary;
   
       public override string ToString() => $"{FirstName} {LastName} hired on {HireDate:d} with {Salary:C}";
   }
   

2. 集合表示式
   以中括號 [ <元素>,<元素>,... ] 直接建立可指派到多種集合型別的集合值，並支援展開運算子 .. 合併集合，可用於變數初始化、屬性、參數等位置，但不能用在常數或方法參數的預設值。

   // 指派到多種集合型別
   List<int> list = [1, 2, 3];
   int[] arr = [4, 5, 6];
   Span<string> days = ["Sun","Mon","Tue","Wed","Thu","Fri","Sat"];
   
   // 展開合併
   string[] vowels = ["a","e","i","o","u"];
   string[] consonants = ["b","c","d","f","g","h","j","k","l","m","n","p","q","r","s","t","v","w","x","z"];
   string[] alphabet = [..vowels, ..consonants, "y"];
   

3. Inline 陣列
   [System.Runtime.CompilerServices.InlineArray(n)] 可在 struct 宣告固定長度的內嵌陣列，優點是可確保記憶體配置連續、降低堆積配置與 GC 壓力，適用高效能需求場景。

   using System.Runtime.CompilerServices;
   
   [InlineArray(8)]
   public struct ByteBuffer
   {
       private byte _element0; // 編譯器生成連續元素儲存
   }
   
   void Use()
   {
       ByteBuffer buf = default;
       for (int i = 0; i < 8; i++) buf[i] = (byte)i; // 可用索引器
   }
   

4. Lambda 參數可省略、支援預設值
   不解釋，之前老覺得 Lambda 函式不能省略參數，無法給預設值很遜，C# 12 起封印解除。

   // 帶預設值的 lambda
   var greet = (string name = "World", string prefix = "Hello") => $"{prefix}, {name}!";
   
   Console.WriteLine(greet());                // Hello, World!
   Console.WriteLine(greet("C# 12"));         // Hello, C# 12!
   Console.WriteLine(greet(prefix: "Hi"));    // Hi, World!
   

5. ref readonly 參數
   允許以參照傳遞參數但保證不修改其值，也不允許更換參照指向對象，能兼顧大型 struct 的效能與語意安全；對已使用 ref 但實際未修改的 API，可改成 ref readonly 而不破壞呼叫端相容性。

   public readonly struct BigStruct(int a, int b) { public int A => a; public int B => b; }
   
   static int Sum(ref readonly BigStruct s)
   {
       // s = new BigStruct(1,2); // 編譯錯誤：不可重新指派
       return s.A + s.B;
   }
   
   var bs = new BigStruct(10, 20);
   int r = Sum(ref bs);
   

6. using 別名可應用於所有型別
   using 別名現在可對任何型別(含 tuple、陣列、指標、封閉泛型)，用以縮短冗長型別、釐清語意、或消除命名衝突；限制是不支援 nullable 參考型別。

   using Pair = (int A, int B);
   using Map = System.Collections.Generic.Dictionary<string, object>;
   using Series = System.Collections.Generic.List<(DateTime T, double V)>;
   using S = string?; // 不允許：不支援 nullable 參考型別
   
   Pair p = (1, 2);
   Map m = new() { ["Name"] = "Alice", ["Age"] = 25 };
   Series s = [];
   

7. Experimental Attribute
   [System.Diagnostics.CodeAnalysis.Experimental] 可標示實驗性 API，使用端會收到診斷(預設為警告，但比照錯誤將導致建置失敗)，需明確抑制或設定才能使用，可用於套件/程式庫逐步釋出預覽功能。(註：與 Obsolete 相反：Obsolete 提醒淘汰，Experimental 提醒尚不穩定)

   using System.Diagnostics.CodeAnalysis;
   
   [Experimental("EXP001")]
   public class ExperimentalService
   {
       public void DoWork() { }
   }
   
   // 使用端會出現實驗性 API 診斷，需以 pragma 或編譯選項抑制
   #pragma warning disable EXP001
   new ExperimentalService().DoWork();
   #pragma warning restore EXP001
   

8. Interceptors (預覽階段)
   Interceptors 仍為預覽功能，用於在編譯器/工具鏈層級重新導向呼叫以插入邏輯(如記錄/分析/改寫)，尚未穩定，實務需留意版本相容與特性啟用條件。

A concise overview of C# 12’s key features.