簡述
在編程的世界裏,效率是我們永恒的追求。C#,作為微軟的旗艦程式語言,不斷推陳出新,賦予開發者強大的工具來提升程式碼的效能和品質。本文將帶你探索C#的新特性,學習如何編寫更高效、更安全的程式碼。
零GC的奧秘:ref struct與Span<T>
在C#中,
ref struct
是效能最佳化的關鍵詞。它告訴我們,有些數據結構必須避免GC(垃圾回收)的幹擾。
Span<T>
則是這一理念的實踐者,提供了一種安全且高效的方式來操作記憶體。
refstruct MyRefStruct
{
publicint Data;
}
classProgram
{
staticvoidMain()
{
Span<MyRefStruct> mySpan = stackalloc MyRefStruct[1];
mySpan[0].Data = 42;
}
}
in關鍵字:傳遞不可變之美
當我們需要傳遞一個參數,但又不希望方法內部修改它時,
in
關鍵字便大顯身手。它保證了參數值的不可變性,讓我們的程式碼更加安全。
voidProcessData(in SomeBigReadonlyStruct data)
{
// 數據在這裏是不可變的
}
棧上分配:stackalloc的巧妙運用
對於需要少量連續記憶體的場合,
stackalloc
提供了一種在棧上分配記憶體的方式,這種方式同樣不會給GC帶來負擔。
classProgram
{
staticunsafevoidMain()
{
int* numbers = stackallocint[10];
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
numbers[i] = i * i;
}
}
}
效能最佳化:SkipLocalsInit的妙用
在頻繁呼叫的函式中,局部變量的初始化可能會成為效能瓶頸。
SkipLocalsInit
特性允許我們跳過這一步驟,從而提升效能。
[SkipLocalsInit]
voidProcess()
{
// 局部變量不會自動初始化
}
函式指標:互操作的新篇章
C# 9引入的函式指標特性,為與原生程式碼的互操作帶來了新的可能。它不僅提高了效能,還簡化了程式碼。
delegate* unmanaged[Cdecl]<int, IntPtr> FunctionPointer;
模式匹配:簡化復雜的邏輯
C#的模式匹配功能,讓我們可以用更簡潔、更直觀的方式來處理條件邏輯,提高了程式碼的可讀性和效能。
intResult(intvalue)
{
returnvalueswitch
{
> 100 => 200,
< 50 => 100,
_ => 150
};
}
不可變數據:record型別的力量
record
型別是C# 9引入的另一個亮點,它幫助我們建立不可變的數據結構,簡化了並行編程的復雜性。
record Point(int X, int Y);
readonly結構:不變性的守護者
readonly
結構體確保了數據一旦建立就不能被修改,這對於構建無副作用的函式和方法非常有用。
readonlystruct ImmutableFoo
{
publicint Value { get; }
}
局部函式:替代lambda的優雅選擇
局部函式提供了一種在方法內部定義和使用函式的方式,它避免了lambda運算式可能帶來的額外開銷。
voidSomeMethod()
{
intLocalFunction(int x) => x * x;
var result = LocalFunction(10);
}
ValueTask<T>
:簡化異步編程
ValueTask<T>
是
Task<T>
的一個輕量級替代,它減少了高並行場景下的GC壓力。
ValueTask<int> GetValueAsync() => new ValueTask<int>(42);
解構函式:優雅地提取數據
解構函式允許我們以一種非常直觀和高效的方式從物件中提取數據。
classPoint
{
publicint X { get; }
publicint Y { get; }
publicvoidDeconstruct(outint x, outint y)
{
x = X;
y = Y;
}
}
Null 安全:避免空參照的守護神
C#的Null安全特性幫助我們在編譯時就發現潛在的空參照問題,提高了程式碼的健壯性。
#nullable enable
voidProcess(string? text)
{
// text 可以為 null
}
結語:高效編程的藝術
C#的新特性為我們開啟了高效編程的大門。它們不僅提升了程式碼的效能,還增強了程式碼的可讀性和安全性。然而,每一項特性都有其適用場景,合理利用它們,避免濫用,才能發揮它們的最大效用。希望透過本文,你能夠掌握這些高效編程的秘籍,讓你的程式碼更加出色。
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