C# 4.0 新特性(.NET Framework 4.0 与 Visual Studio 2010 )

一、Dynamic binding:动态绑定

C#4.0加入了dynamic关键字，可以申明一个变量的static类型为dynamic（有点绕口）。

在3.0及之前，如果你不知道一个变量的类型，而要去调用它的一个方法，一般会用到反射：

object calc = GetCalculator();
Type calcType = calc.GetType();
object res = calcType.InvokeMember("Add",
BindingFlags.InvokeMethod, null,
new object[] { 10, 20 });
int sum = Convert.ToInt32(res);

有了dynamic，就可以把上面代码简化为：

dynamic calc = GetCalculator();
int sum = calc.Add(10, 20);

使用dynamic的好处在于，可以不去关心对象是来源于COM, IronPython, HTML DOM或者反射，只要知道有什么方法可以调用就可以了，剩下的工作可以留给runtime。下面是调用IronPython类的例子：

ScriptRuntime py = Python.CreateRuntime();
dynamic helloworld = py.UseFile("helloworld.py");
Console.WriteLine("helloworld.py loaded!");

dynamic也可以用在变量的传递中，runtime会自动选择一个最匹配的overload方法。

这里有一个demo：把一段javascript代码拷到C#文件中，将var改成dynamic，function改成void，再改一下构造函数的调用方式（new type()改为win.New.type()），去掉javascript中的win.前缀（因为这已经是C#的方法了），就可以直接运行了。

dynamic的实现是基于IDynamicObject接口和DynamicObject抽象类。而动态方法、属性的调用都被转为了GetMember、Invoke等方法的调用。

public abstract class DynamicObject : IDynamicObject
{
    public virtual object GetMember(GetMemberBinder info);
    public virtual object SetMember(SetMemberBinder info, object value);
    public virtual object DeleteMember(DeleteMemberBinder info); public virtual object UnaryOperation(UnaryOperationBinder info);
    public virtual object BinaryOperation(BinaryOperationBinder info, object arg);
    public virtual object Convert(ConvertBinder info); public virtual object Invoke(InvokeBinder info, object[] args);
    public virtual object InvokeMember(InvokeMemberBinder info, object[] args);
    public virtual object CreateInstance(CreateInstanceBinder info, object[] args); public virtual object GetIndex(GetIndexBinder info, object[] indices);
    public virtual object SetIndex(SetIndexBinder info, object[] indices, object value);
    public virtual object DeleteIndex(DeleteIndexBinder info, object[] indices); public MetaObject IDynamicObject.GetMetaObject();
}

二、Named and optional arguments：命名参数和可选参数

带有可选参数方法的声明：

public StreamReader OpenTextFile(string path, Encoding encoding = null, bool detectEncoding = true, int bufferSize = 1024);

命名参数必须在最后使用：

OpenTextFile("foo.txt", Encoding.UTF8, bufferSize: 4096);

顺序不限：

OpenTextFile(bufferSize: 4096, path: "foo.txt", detectEncoding: false);

三、Generic co- and contravariance：泛型的协变和逆变

在C#中，下面的类型转换是非法的：

IList<string> strings = new List<string>();
IList<object> objects = strings;

因为你有可能会这样做，而编译器的静态检查无法查出错误：

objects[0] = 5;
string s = strings[0];

4.0中在声明generic的Interface及Delegate时可以加in及out关键字，如：

public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable
{
 IEnumerator<T> GetEnumerator();
}
public interface IEnumerator<out T> : IEnumerator
{
 bool MoveNext();
 T Current { get; }
}

public interface IComparer<in T>
{
 public int Compare(T left, T right);
}

out关键字的意思是说IEnumerable<T>中T只会被用在输出中，值不会被改变。这样将IEnumerable<string>转为IEnumerable<object>类型就是安全的。

in的意思正好相反，是说IComparer<T>中的T只会被用在输入中，这样就可以将IComparer<object>安全的转为IComparer<string>类型。

前者被称为Co-Variance，后者就是Contra-Variance。

.Net4.0中使用out/in声明的Interface：

System.Collections.Generic.IEnumerable<out T>
System.Collections.Generic.IEnumerator<out T>
System.Linq.IQueryable<out T>
System.Collections.Generic.IComparer<in T>
System.Collections.Generic.IEqualityComparer<in T>
System.IComparable<in T>

Delegate：

System.Func<in T, …, out R>
System.Action<in T, …>
System.Predicate<in T>
System.Comparison<in T>
System.EventHandler<in T>

四、Embedded interop types (“NoPIA”)：开启嵌入类型信息，增加引用COM组件程序的中立性

在C#中在调用COM对象如office对象时，经常需要写一堆不必要的参数：

object fileName = "Test.docx";
object missing  = System.Reflection.Missing.Value;
doc.SaveAs(ref fileName,
ref missing, ref missing, ref missing,
ref missing, ref missing, ref missing,
ref missing, ref missing, ref missing,
ref missing, ref missing, ref missing,
ref missing, ref missing, ref missing);

4.0中就可以直接写成：

doc.SaveAs("Test.docx");

C#4.0对COM交互做了下面几方面的改进：

Automatic object -> dynamic mapping
Optional and named parameters
Indexed properties
Optional “ref” modifier
Interop type embedding (“No PIA”)

对第1点和第5点的简单解释如下：

在COM调用中，很多输入输出类型都是object，这样就必须知道返回对象的确切类型，强制转换后才可以调用相应的方法。在4.0中有了dynamic的支持，就可以在导入这些COM接口时将变量定义为dynamic而不是object，省掉了强制类型转换。

PIA（Primary Interop Assemblies）是根据COM API生成的.Net Assembly，一般体积比较大。在4.0中运行时不需要PIA的存在，编译器会判断你的程序具体使用了哪一部分COM API，只把这部分用PIA包装，直接加入到你自己程序的Assembly里面。