在C#8.0中，引入了Pattern matching这个新特性。Pattern matching使得开发者能够使用更加简洁和表意明确的语法来判断某个对象是否匹配某个模式。

在本文中，我们将介绍Pattern matching的各种功能及其用法，并提供示例来帮助读者更好地理解。

简单的类型判断

最基本的Pattern matching用法是对对象的类型进行判断。如果对象是指定类型或者是指定类型的子类，则该对象匹配该类型的Pattern。

示例代码

public static int GetLength(object obj)
{
    if (obj is string s) // 判断obj是否是string类型，如果是则将其转换为s变量
    {
        return s.Length;
    }

    if (obj is ICollection collection) // 判断obj是否是ICollection类型，如果是则将其转换为collection变量
    {
        return collection.Count;
    }

    return 0;
}

在上面的代码中，我们定义了一个GetLength方法，该方法接受一个object类型的参数，并返回该对象的长度。在方法中，我们使用了两次Pattern matching来判断对象的类型，并将其转换为不同的变量类型。如果对象是string类型，则返回字符串的长度；如果对象是ICollection类型，则返回集合元素的个数；否则返回0。

示例说明

在上面的示例中，我们使用了is关键字来判断对象是否是指定类型或其子类型，如果是，则将对象转换为指定类型的变量。这种方式可以避免使用as和null判断的繁琐过程，并且在代码中表意更加明确。

类型判断和属性获取

除了判断对象的类型外，Pattern matching还可以用来判断对象是否具有某个属性，并获取该属性的值。这在处理多态类型时非常有用。

示例代码

public static void PrintLength(object obj)
{
    switch (obj)
    {
        case string s:
            Console.WriteLine($"The length of '{s}' is {s.Length}");
            break;
        case ICollection collection when collection.Count > 0:
            Console.WriteLine($"The collection has {collection.Count} elements.");
            break;
        case ICollection _:
            Console.WriteLine("The collection is empty.");
            break;
        case null:
            Console.WriteLine("The object is null.");
            break;
        default:
            Console.WriteLine("The object is not a string or collection.");
            break;
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个PrintLength方法，该方法接受一个object类型的参数，并打印该对象的长度或集合元素数量。在方法中，我们使用了switch语句和多个Pattern matching来判断对象的类型，并根据不同类型执行不同的逻辑。

示例说明

在上面的示例中，我们使用了switch语句和when关键字来实现多个Pattern matching。每个case后面跟着需要匹配的Pattern，如果对象匹配该Pattern，则执行对应的代码块。

在第一个case中，我们使用了:和变量名s来表示该对象是string类型，并将其转换为s变量。在该代码块中，我们打印字符串的长度。

在第二个case中，我们使用了when关键字来判断对象是否是ICollection类型，并且集合元素数量大于0。如果是，则执行该代码块并打印集合元素数量。

在第三个case中，我们同样判断对象是否是ICollection类型，但是不关心集合元素数量，因此使用了占位符_来表示该对象是ICollection类型即可。

最后一个case中，我们使用了null关键字来判断对象是否为null，如果是，则执行该代码块并打印相应的信息。

类型判断和表达式赋值

除了判断对象的类型和属性外，Pattern matching还可以用来对对象的属性进行解构，并将属性值赋值给变量。

示例代码

public static void DeconstructPoint(Point p, out int x, out int y)
{
    (x, y) = p switch
    {
        Point { X: var a, Y: var b } => (a, b), // 解构对象的属性并赋值给变量a和b
        _ => throw new ArgumentException("Invalid point type.")
    };
    Console.WriteLine($"x: {x}, y: {y}");
}

在上面的代码中，我们定义了一个DeconstructPoint方法，该方法接受一个Point类型的参数，并将该对象的X和Y属性赋值给变量x和y。在方法中，我们使用了switch语句和Pattern matching来判断对象的类型，并解构对象的属性并赋值给变量。

示例说明

在上面的示例中，我们使用了switch语句和=>运算符来实现Pattern matching。switch后面跟着需要匹配的对象，=>后面跟着需要执行的代码块，其中可以包含多个属性和变量的解构语法。

在第一个代码块中，我们使用了:和变量名a和b来表示该对象是Point类型，并将其X和Y属性赋值给变量a和b。在该代码块中，我们将变量a和b打包成元组并返回。

最后一个代码块中，我们使用了占位符_来表示该对象不是Point类型。如果对象不是Point类型，则抛出异常并打印相应的信息。

与null的比较

在C#8.0中，Pattern matching还可以用来判断对象是否为null。与传统的null判断方式相比，Pattern matching可以帮助我们更好地表达代码的意图。

示例代码

public static void PrintLength(string str)
{
    if (str is null)
    {
        Console.WriteLine("The string is null.");
    }
    else if (str.Length == 0)
    {
        Console.WriteLine("The string is empty.");
    }
    else if (str.Length > 0)
    {
        Console.WriteLine($"The length of '{str}' is {str.Length}");
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个PrintLength方法，该方法接受一个string类型的参数，并打印该字符串的长度或空值信息。在方法中，我们使用了is关键字来判断对象是否为null。

示例说明

在上面的示例中，我们使用了is关键字来判断对象是否为null。与传统的null判断方式相比，Pattern matching可以帮助我们更好地表达代码的意图，并且在代码中表意更加明确。

总结

Pattern matching是C#8.0中的一个新特性，可以帮助开发者更加简洁和表意明确地判断对象是否匹配某个模式。在本文中，我们介绍了Pattern matching的各种功能及其用法，并提供了示例来帮助读者更好地理解。读者可以根据自己的实际需求选择合适的Pattern matching方式，并在代码中加以应用。