寫好C＃代碼的技巧

編者導(dǎo)語

本文來自https://www.pluralsight.com，作者Afzaal Ahmad Zeeshan。

原文包含以下三篇文章：

《編寫更好的C＃代碼簡介》https://www.pluralsight.com/guides/introduction-to-writing-better-csharp-code

《編寫更好的C＃代碼的技巧》https://www.pluralsight.com/guides/tips-for-writing-better-c-code

《有關(guān)編寫更好的C＃代碼的更多技巧》https://www.pluralsight.com/guides/more-tips-for-writing-better-csharp-code

雖然本文僅介紹了C#6.0語言特性，而現(xiàn)在最新的C#已經(jīng)到了9.0，但這些內(nèi)容已經(jīng)仍然常讀常新。

一、簡介

C＃已從C＃5更改為C＃6，為使項(xiàng)目更具可讀性，基于最佳標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)踐也得到了發(fā)展。

本指南系列的目的是幫助您為在團(tuán)隊(duì)環(huán)境中運(yùn)行的C＃項(xiàng)目和.NET Framework應(yīng)用程序編寫更簡潔的代碼。在團(tuán)隊(duì)環(huán)境下，編寫好的代碼對開發(fā)人員可能更容易，因?yàn)榫帉懙拇a將由團(tuán)隊(duì)中其他開發(fā)人員使用，管理和更新，而代碼質(zhì)量往往取決于您個(gè)人團(tuán)隊(duì)的“哲學(xué)”和開發(fā)人員的編碼實(shí)踐。

在這種情況下，最好的方法是遵循編碼團(tuán)隊(duì)的準(zhǔn)則，并為應(yīng)用程序項(xiàng)目中的C＃程序添加設(shè)計(jì)和風(fēng)格，以使它們對讀者更好。請注意，C＃編譯器并不關(guān)心您放入代碼中的風(fēng)格。但我們以一種使C＃應(yīng)用程序?qū)ψx者來說看起來更簡單，更清潔，將更容易的方式更深入地進(jìn)行編程，同時(shí)保持代碼開發(fā)的性能和效率。

在閱讀本指南之前，您應(yīng)該了解以下幾點(diǎn)：

1.第6版對C＃的改進(jìn)2..NET框架中的LINQ3.TaskC＃中的異步編程和對象4.使用C＃進(jìn)行的不安全編程，使您無法正常的使用內(nèi)存管理

不專注于性能

應(yīng)該注意的是，我不會(huì)談?wù)摳淖兂绦蛐阅埽岣咝驶驕p少程序運(yùn)行所花費(fèi)的時(shí)間。通過編寫簡潔的C＃代碼，您可以在幾秒鐘內(nèi)提高程序性能，但是以下技巧并不能保證您的代碼性能更好。

為什么要編寫整潔的代碼？

您編寫代碼，編譯器編譯時(shí)沒有警告也沒有錯(cuò)誤，代碼很好。但是，如果其他人想讀出該代碼怎么辦？如果有人后來需要為您或您所在的公司升級代碼，該怎么辦？看下面的代碼：

public static void Main(string[] args) {  int x = 0;  x = Console.Read();
  Console.WriteLine(x * 1.5);}

該程序運(yùn)行良好，系統(tǒng)中沒有錯(cuò)誤，應(yīng)用程序也可以正常工作。但是您能告訴我該程序在現(xiàn)實(shí)生活中做什么嗎？以下是可以做出的一些假設(shè)：

1.它只是乘以價(jià)值2.就像獎(jiǎng)金一樣，它正在增加價(jià)值3.是個(gè)人銀行存款總額的利率4.等等。

哪一個(gè)是真實(shí)的？沒有人會(huì)知道。在這種情況下，最好編寫出良好的代碼，并記住遵循編程的基礎(chǔ)。看下面的代碼：

public static void Main(string[] args) {  int salary = 0;  salary = Console.Read();
  Console.WriteLine(salary * 1.5);}

這比以前的代碼有意義嗎？我們可以很容易地說這個(gè)代碼將增加薪水的價(jià)值。請注意，僅通過改進(jìn)代碼，我們就能確保其他人可以比以前更快地理解它。

在本指南中，我不會(huì)向您展示如何遵循最佳原則。相反，我將以您已有的知識為基礎(chǔ)，并教您如何充分利用C＃程序。我將重點(diǎn)介紹如何在應(yīng)用程序中編寫良好的C＃邏輯，因此您將看到通過以這種方式和結(jié)構(gòu)編寫程序，可以從應(yīng)用程序中獲得很多好處。

因此，讓我們開始吧。

對象初始化

C＃是一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。如果對象本身沒有分塊，那么寫一組提示有什么好處？本節(jié)將重點(diǎn)介紹在前進(jìn)并new Object()在應(yīng)用程序中編寫代碼之前應(yīng)考慮的事項(xiàng)。您必須了解如何創(chuàng)建C＃類以及事物如何協(xié)作以在系統(tǒng)中啟動(dòng)一個(gè)小程序。

例如，看下面的代碼：

class Person {  public int ID { get; set; }  public string Name { get; set; }  public DateTime DateOfBirth { get; set; }  public bool Gender { get; set; }}

您可能想要?jiǎng)?chuàng)建默認(rèn)情況下設(shè)置值的程序，或者讓它們來自模型或諸如此源代碼的任何其他面向數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源，這些程序簡化了在對象時(shí)輸入默認(rèn)值的方式正在創(chuàng)建。

var person = new Person { ID = 1, Name = "Afzaal Ahmad Zeeshan", DateOfBirth = new DateTime(1995, 08, 29), Gender = true };

相反，請嘗試通過以下方式編寫相同的代碼：

var person = new Person();person.ID = 1;person.Name = "Afzaal Ahmad Zeeshan";// So on.

這里的代碼沒有明顯的性能改進(jìn)，但是可以真正提高代碼的可讀性。如果您喜歡縮進(jìn)，請?jiān)谶@里查看：

var person = new Person{  ID = 1,  Name = "Afzaal Ahmad Zeeshan",  DateOfBirth = new DateTime(1995, 08, 29),  Gender = true};

這也有縮進(jìn)，但是它為您的C＃代碼的可讀性添加了更多的說明。盡管前面的代碼可以實(shí)現(xiàn)相同的功能，但是建議的代碼可以使代碼更易讀和簡潔。

二、技巧

空檢查

NullReferenceException當(dāng)缺少初始化的對象再次拋出異常時(shí)，您是否曾經(jīng)對感到惱火？在程序中進(jìn)行空檢查有很多好處，不僅可以提高可讀性，而且可以確保程序不會(huì)由于內(nèi)存問題而終止（例如，內(nèi)存中不存在變量時(shí)）。這些可能與程序的安全性以及團(tuán)隊(duì)具有的良好UI和UX準(zhǔn)則相抵觸。大多數(shù)情況下，由于以下原因會(huì)引發(fā)空異常：

string name = null;
Console.WriteLine(name);

在大多數(shù)情況下，除非您解決此問題，否則編譯器本身不會(huì)繼續(xù)運(yùn)行，但是如果您設(shè)法以某種方式誘使編譯器認(rèn)為變量具有值，但在運(yùn)行時(shí)沒有變量，則會(huì)出現(xiàn)空引用異常。為了克服這個(gè)問題，您可以執(zhí)行以下操作：

string name = null;
// Try to enter the value, from somewhereif(name != null) {   Console.WriteLine(name);}

此安全檢查將確保在調(diào)用此變量時(shí)該值可用。否則，它將影響您代碼的路徑。但是，在C＃6中，還有另一種方法可以克服此錯(cuò)誤?？紤]以下情形：建立數(shù)據(jù)庫，建立數(shù)據(jù)表，找到您的人員但找不到他們的就業(yè)詳細(xì)信息。你能找到他們工作的公司嗎？

var company = DbHelper.PeopleTable.Find(x => x.id == id).FirstOrDefault().EmploymentHistory.CompanyName; // Error

如果您這樣做，將會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，因?yàn)槲覀冎荒茉谶@些值的列表中進(jìn)行簡單幾步的對象篩選。然后我們將碰到一個(gè)空值，一切都丟失了。C＃6提出了一種克服這些情況的新方法，方法是在值和字段可以為null的后面使用安全的導(dǎo)航運(yùn)算符。?.。像這樣：

var company = DbHelper?.PeopleTable?.Find(x => x.id == id)?.FirstOrDefault()?.EmploymentHistory?.CompanyName; // Works

如果前一個(gè)不為null，則此代碼僅檢查下一個(gè)值。如果先前的值為null，它將返回null并將null保存為的值company，而不是引發(fā)錯(cuò)誤。將檢查留給框架本身可以很方便，但是，盡管如此，您仍然必須在最后檢查其余值是否為null。

var company = DbHelper.PeopleTable?.Find(x => x.id == id)?.FirstOrDefault()?.EmploymentHistory?.CompanyName;
if(company != null) {   // Final process}

但是您明白了這一點(diǎn)，而不是編寫代碼并檢查所有內(nèi)容是否為空，而是可以執(zhí)行簡單的檢查并執(zhí)行程序中想要的操作和邏輯。否則，將需要try...catch包裝器或多個(gè)if...else塊來控制程序在系統(tǒng)中的導(dǎo)航方式。

異步編程模式

如果您正在使用C＃5進(jìn)行編程，那么您已經(jīng)在使用async / await關(guān)鍵字為您的應(yīng)用程序帶來改進(jìn)。如果不是這種情況，那么我建議您在應(yīng)用程序的源代碼中使用異步編程模式。這不僅可以提高對程序的響應(yīng)速度，還可以提高應(yīng)用程序的可讀性。在源代碼中具有異步模式的一些好處是：

1.代碼路徑開始變得更加有意義。如果有一個(gè)進(jìn)程在后臺開始運(yùn)行，那么程序員可以了解程序應(yīng)該在哪里。2.應(yīng)用程序掛起問題將消失。大多數(shù)與應(yīng)用程序阻塞相關(guān)的問題直接來自代碼。當(dāng)UI線程無法更新UI時(shí)，用戶會(huì)認(rèn)為該應(yīng)用程序正在掛起并且沒有響應(yīng)，而事實(shí)并非如此。異步方法確實(shí)可以幫上大忙。3.基于Windows運(yùn)行時(shí)的應(yīng)用程序完全基于此方法。您將（并且必須是！）在您的Windows Runtime應(yīng)用程序中使用這種方法來解決諸如掛起應(yīng)用程序或不良的編程習(xí)慣之類的問題。

自從線程化以來，代碼執(zhí)行的并行化就已經(jīng)存在。異步已經(jīng)成為程序和應(yīng)用程序的重要組成部分，因此您更應(yīng)該考慮使用它。

C＃字符串構(gòu)建

字符串是當(dāng)今應(yīng)用程序的重要組成部分，構(gòu)建字符串可能會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間，并且還會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用程序性能下降。您可以通過多種方式在C＃程序中構(gòu)建字符串。以下是其中幾種方式：

string str = ""; // Setting it to null would cause additional problems.
// Way 1str = "Name: " + name + ", Age: " + age;
// Way 2str = string.Format("Name: {0}, Age: {1}", name, age);
// Way 3var builder = new StringBuilder();builder.Append("Name: ");builder.Append(name);builder.Append(", Age: ");builder.Append(age);str = builder.ToString();

請注意，C＃中的字符串是不可變的。這意味著，如果您嘗試更新它們的值，則會(huì)重新創(chuàng)建它們，并從內(nèi)存中刪除以前的句柄。這就是為什么方式1看起來是最好的方式，但經(jīng)過進(jìn)一步思考，事實(shí)并非如此。最好的方法是方法3，它使您可以構(gòu)建字符串而不必在內(nèi)存中重新創(chuàng)建對象。同時(shí)，C＃6引入了一種全新的方式在C＃中構(gòu)建字符串，該方式比您以前想象的要好得多。新的

字符串插值 運(yùn)算符$為您提供了以最佳方式執(zhí)行字符串構(gòu)建的功能。字符串插值如下所示：

static void Main(string[] args){   // Just arbitrary variables   string name = "";   int age = 0;
   // Our interest   string str = $"Name: {name}, Age: {age}";}

只需一行代碼，編譯器就會(huì)自動(dòng)將其轉(zhuǎn)換為string.Format()版本。為了證明這一點(diǎn)，將詳細(xì)說明此C＃程序已生成的字節(jié)碼，并向您展示如何自動(dòng)更改語法以讀取字符串格式。

IL_0000:  nopIL_0001:  ldstr       ""IL_0006:  stloc.0     // nameIL_0007:  ldc.i4.0IL_0008:  stloc.1     // ageIL_0009:  ldstr       "Name: {0}, Age: {1}"IL_000E:  ldloc.0     // nameIL_000F:  ldloc.1     // ageIL_0010:  box         System.Int32IL_0015:  call        System.String.FormatIL_001A:  stloc.2     // strIL_001B:  ret

可以看出，這顯示了如何將語法更改回我們已經(jīng)看到的語法。有關(guān)IL_0009更多信息，請參見。當(dāng)其他人正在讀取程序時(shí)，這可以使您的程序外觀更簡潔，并且如果要構(gòu)建的字符串較小，則可以提高性能。如果字符串較大，請使用StringBuilder。

三、更多技巧

遍歷數(shù)據(jù)

如果不對一組數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)和迭代，那么應(yīng)用程序有什么用？在這種情況下，有時(shí)您將不得不查找值，查找節(jié)點(diǎn)，查找記錄或?qū)线M(jìn)行任何其他遍歷。在這種情況下，您確實(shí)需要確保編寫干凈的代碼，因?yàn)檫@是性能和可讀性都非常重要且相互關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域。

有了一些經(jīng)驗(yàn)，我就克服了編寫用于讀取和遍歷數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤代碼的方式。這正是LINQ應(yīng)該加入的地方，LINQ允許您編寫使用最佳.NET框架為用戶和客戶提供最佳編碼體驗(yàn)和最佳體驗(yàn)的程序。

以前，您可能已經(jīng)做過以下一些事情：

6// A function to search for peoplePerson FindPerson(int id) {   var people = DbContext.GetPeople(); // Returns List
       
   foreach (var person in people) {      if(person.ID == id) {         return person;      }   }
   // No person found.   return null;}
// Then do thisvar person = FindPerson(123);

對于任何想接手您代碼的人來說，這都是一段易讀的代碼。但是，使用C＃中的LINQ查詢可以使代碼更加簡單和整潔。您可以通過兩種方式執(zhí)行此操作。一個(gè)有點(diǎn)像SQL，另一個(gè)是通過Where在集合上使用該函數(shù)并傳遞我們的要求。

// A function to search for peoplePerson FindPerson(int id) {   var people = DbContext.GetPeople(); // Returns List
       
   return (from person in people          where person.ID == id          select person).ToList().FirstOrDefault();}
// Then do thisvar person = FindPerson(123);

該代碼看起來有點(diǎn)像SQL，可以增強(qiáng)代碼的可讀性和性能。該函數(shù)相似，但是，該Where函數(shù)的讀取效果更好，并使所有迭代都針對.NET框架本身，而.NET框架將為應(yīng)用程序提供最佳性能。

現(xiàn)在，讓我們看看用相同的C＃代碼編寫此查詢的另一種方式：

// A function to search for peoplePerson FindPerson(int id) {   var people = DbContext.GetPeople(); // Returns List
       
   return people.FirstOrDefault(x => x.ID == id);}
// Then do thisvar person = FindPerson(123);

請注意，null如果沒有找到匹配項(xiàng)，則返回第一個(gè)代碼。這段代碼也做同樣的事情。唯一的第一個(gè)代碼更糟糕的是它必須對集合本身執(zhí)行迭代。

該本地變量return person;將允許程序返回控件，但是如果數(shù)據(jù)位于最后一個(gè)位置會(huì)發(fā)生什么呢？此數(shù)據(jù)搜索算法的復(fù)雜度仍為O（n）。

避免unsafe上下文

在您必須親自處理內(nèi)存時(shí)，C＃還支持手動(dòng)內(nèi)存管理。C＃中的不安全上下文允許您操作內(nèi)存，執(zhí)行指針?biāo)阈g(shù)，在可能無法訪問的內(nèi)存位置讀取和寫入數(shù)據(jù)，等等。但是，.NET框架可以做很多事情來克服內(nèi)存問題，延遲和磁盤上其他問題。這也使.NET框架完全無需實(shí)際執(zhí)行任何內(nèi)存管理，.NET框架將為您做到這一點(diǎn)。

使用不安全的上下文有很多好處，例如，當(dāng)您要圍繞本機(jī)C ++庫編寫包裝器時(shí)。Emgu CV就是這樣一個(gè)示例，您將在其中編寫一些代碼來處理如何管理本機(jī)代碼，并以更簡單的方式來處理內(nèi)存中的錯(cuò)誤。在這種情況下，您可以：

1.使用指針管理和指針?biāo)阈g(shù)。您不能在此上下文之外的任何地址上執(zhí)行任何操作，這是.NET規(guī)則所處的位置。2.使用內(nèi)存管理來操作內(nèi)存中的對象。3.使用C ++風(fēng)格的編程，這正是C＃設(shè)計(jì)的目的。

這幾乎沒有好處，如果您應(yīng)該在應(yīng)用程序中考慮這一點(diǎn)，請明智地考慮。

關(guān)于Unsafe純屬個(gè)人觀點(diǎn)

我還想指出，關(guān)于“不安全”的利弊，我所說的一切都是我個(gè)人的看法。我不經(jīng)常在程序中使用unsafe上下文，因?yàn)闆]有理由考慮在應(yīng)用程序中使用上下文。但是，如果您的應(yīng)用程序需要本機(jī)內(nèi)存管理，則可以使用此上下文。

盡可能使用Lambda表達(dá)式

Lambda來自函數(shù)式編程領(lǐng)域，在C＃中已廣泛使用，從內(nèi)聯(lián)函數(shù)一直到C＃6中的getter only屬性。我將展示C＃中的兩種用法，它們構(gòu)成的程序，不僅看起來更清爽，而且性能指標(biāo)也更高。

為此，我將向您顯示該C＃代碼的IL。我個(gè)人喜歡在許多領(lǐng)域使用lambda，尤其是當(dāng)我不得不用C＃編寫內(nèi)聯(lián)函數(shù)時(shí)。自從可以使用此概念編寫僅用于getter的屬性以來，我一直在使用它們，并且我個(gè)人認(rèn)為它比以前做同一件事的方法更好。

1.將Lambda用于內(nèi)聯(lián)函數(shù)

您應(yīng)該知道一些C＃編程的示例，使用這種寫法的代碼很多。

例如在應(yīng)用程序中進(jìn)行事件處理的情況下，對于事件處理，您可以像下面這樣編寫當(dāng)前函數(shù)：

// Without lamdbasmyBtn.Click += Btn_Click;
public void Btn_Click (object sender, EventArgs e) {   // Code to handle the event}
// With the help of lambdasmyBtn.Click += (sender, e) =>               {                  // Code to handle the event.               }

請注意，編譯器將自動(dòng)將對象映射到其類型。這在許多方面都很方便，因?yàn)樗试S您用C＃編寫僅與對象一起保留的內(nèi)聯(lián)函數(shù)，除非您也想在其他任何地方使用它們。但是，這種處理事件的方法有一個(gè)缺點(diǎn)：一旦附加了事件處理程序，便無法刪除它。在C＃中可以，-+。

但是由于我們沒有刪除事件的參考，因此只能使用單獨(dú)的函數(shù)。但是，如果不必刪除處理程序，則應(yīng)始終考慮在程序中使用這種事件處理方式。

2.將Lambda用于僅Getter的屬性

在C＃中，有一個(gè)使用屬性而不是字段的概念。您可以控制如何設(shè)置值以及如何從字段中捕獲值。將其視為Java編程語言的getter和setter方法的替代方法（或類似方法）。唯一的區(qū)別是您不必在某個(gè)地方分別編寫它們，它們直接寫在字段本身的前面。然后，C＃程序編譯器將創(chuàng)建自己的后備字段，用于存儲值。

基本上，您必須編寫如下這樣的屬性：

public string Name { get; }

請注意，這些屬性是恒定的，設(shè)置后就無法更改。它們是在構(gòu)造函數(shù)中設(shè)置的，或者（從C＃6開始）在它們的前面設(shè)置。像這樣：

public string Name { get; } = "Afzaal Ahmad Zeeshan";

但是，由于我們已經(jīng)知道這是一個(gè)常量字段，您不能修改它，那么為什么不創(chuàng)建一個(gè)簡單的常量屬性呢？事情變得有些棘手。甚至一個(gè)屬性也必須由字段來備份。在這種情況下，這將為我們解決問題：

public string Name => "Afzaal Ahmad Zeeshan";

這等效于編寫以下內(nèi)容：

public string Name { get { return "Afzaal Ahmad Zeeshan"; } }

但是由于編譯期將getter字段轉(zhuǎn)換為常量字段，并且在必須調(diào)用此屬性的時(shí)候才會(huì)在程序中使用該字段，因此性能要好得多。

最后的話

本指南系列的目的是使您了解一些使程序更易于閱讀和更好執(zhí)行的方法。C＃編譯器本身會(huì)盡最大努力提高代碼的質(zhì)量和效率，而這程序員帶來便利，同時(shí)也將使程序更好地工作。

除了上面提到的方法，還有許多其他提高可讀性的方法，其中許多方法適合公司團(tuán)隊(duì)協(xié)作的形式編寫程序，因?yàn)榇蠖鄶?shù)團(tuán)隊(duì)往往都要求程序員遵循自己的編程方法和方式。

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