C#的switch语句有哪些新特性？如何模式匹配？-C#.Net教程-PHP中文网

C#的switch语句通过引入模式匹配和switch表达式，实现了从简单值比较到复杂数据形状匹配的跃迁，支持类型、属性、关系等多种模式，结合执行顺序与穷尽性检查，显著提升代码可读性与安全性。

c#的switch语句有哪些新特性？如何模式匹配？

C#的

switch

语句在近年来的版本迭代中，已经从一个相对简单的值比较工具，演变为一个功能强大的模式匹配表达式，极大地提升了代码的可读性和表达力。它不再仅仅是判断一个变量的离散值，而是能够根据数据的形状、类型、属性甚至关系进行复杂的匹配，让原本冗长的

if-else if

链变得简洁优雅。

C#的

switch

语句在最近几个版本中迎来了翻天覆地的变化，最核心的莫过于引入了模式匹配（Pattern Matching）以及switch
表达式（Switch Expressions）。这些新特性让代码处理复杂逻辑时，变得更加清晰和富有表现力。

解决方案

我们来具体看看这些新特性是如何工作的，以及如何利用它们进行模式匹配：

switch

表达式（C# 8.0）

这是最直观的变化。传统的

switch

语句主要用于执行副作用（如打印消息），而

switch

表达式则用于计算并返回一个值。它的语法更紧凑，使用

=>

来连接模式和结果，并且通常不需要

break

关键字，因为每个分支都必须返回一个值。

// 传统switch语句
string GetDayTypeTraditional(DayOfWeek day)
{
    switch (day)
    {
        case DayOfWeek.Saturday:
        case DayOfWeek.Sunday:
            return "Weekend";
        case DayOfWeek.Monday:
            return "Start of Week";
        default:
            return "Weekday";
    }
}

// switch表达式
string GetDayTypeModern(DayOfWeek day) => day switch
{
    DayOfWeek.Saturday or DayOfWeek.Sunday => "Weekend", // C# 9.0 逻辑模式
    DayOfWeek.Monday => "Start of Week",
    _ => "Weekday" // _ 是丢弃模式，匹配任何其他情况
};

2. 模式匹配的种类

switch

表达式和

switch

语句（从C# 7.0开始）都可以使用多种模式：

类型模式（Type Pattern - C# 7.0） 用于检查表达式的运行时类型，并将其转换为该类型的新变量。

object data = "Hello, C#!";
string result = data switch
{
    string s => $"这是一个字符串，长度是 {s.Length}",
    int i => $"这是一个整数，值为 {i}",
    _ => "未知类型"
};
// 也可以在传统的switch语句中使用：
// if (data is string s) { /* ... */ }

var

模式（Var Pattern - C# 7.0） 匹配任何非

null

值，并将其绑定到一个新的局部变量。

object item = new List { 1, 2 };
string description = item switch
{
    var list when list is List => $"这是一个整数列表，包含 {((List)list).Count} 个元素",
    _ => "其他类型"
};
// 注意：var模式通常与when子句结合使用，否则它会匹配所有非null值。

属性模式（Property Pattern - C# 8.0） 允许你根据对象的属性值进行匹配。这在处理复杂对象时特别有用。

record Order(int OrderId, decimal Amount, string Status);

Order order = new(101, 150.75m, "Processing");
string orderStatusMessage = order switch
{
    { Status: "Processing", Amount: > 100m } => "大额订单正在处理中。",
    { Status: "Completed" } => "订单已完成。",
    { Status: "Cancelled", OrderId: var id } => $"订单 {id} 已取消。",
    _ => "未知订单状态。"
};

位置模式（Positional Pattern - C# 8.0） 用于匹配支持解构（Deconstruct）的对象。你可以根据解构后的值进行匹配。

record Point(int X, int Y); // records 默认支持解构

Point p = new(10, 20);
string pointDescription = p switch
{
    (0, 0) => "原点",
    (> 0, > 0) => "第一象限",
    (int x, int y) when x < 0 && y > 0 => "第二象限", // 结合when子句
    _ => "其他位置"
};

关系模式（Relational Pattern - C# 9.0） 允许你使用关系运算符（

<=

>=

）直接在模式中比较值。

int temperature = 25;
string weatherAdvice = temperature switch
{
    < 0 => "极寒，注意保暖！",
    >= 0 and < 10 => "寒冷，多穿衣服。", // C# 9.0 逻辑模式结合
    >= 10 and < 25 => "舒适宜人。",
    >= 25 and < 35 => "炎热，注意防晒。",
    _ => "酷暑，避免外出！"
};

逻辑模式（Logical Pattern - C# 9.0） 使用

and

、

or

、

not

运算符组合其他模式，创建更复杂的匹配条件。

bool IsWorkingDay(DayOfWeek day) => day switch
{
    DayOfWeek.Saturday or DayOfWeek.Sunday => false,
    not DayOfWeek.Friday => true, // 除了周五以外的工作日
    _ => true // 周五也是工作日
};

这些模式可以灵活组合，形成非常强大和富有表达力的匹配逻辑。在我看来，

switch

表达式和模式匹配的引入，是C#在处理复杂条件分支方面的一次质的飞跃，它让代码不仅更短，而且更容易理解。

switch

表达式与

switch

语句有何不同，我该如何选择？

在我个人的编程实践中，

switch

表达式和

switch

语句虽然都叫

switch

，但它们的设计哲学和应用场景是截然不同的。简单来说，

switch

语句更多地是用来执行一系列操作或副作用，而

switch

表达式则专注于计算并返回一个单一的结果。

传统的

switch

语句（C# 7.0及更早版本）更像是一个控制流结构。你可以在每个

case

块中写多行代码，执行数据库操作、日志记录、UI更新等等，并且需要

break

来防止“穿透”（fall-through）。它不直接返回一个值，而是通过修改外部变量或执行某些动作来达成目的。

// switch 语句：执行副作用
void ProcessCommand(string command)
{
    switch (command)
    {
        case "start":
            Console.WriteLine("Starting service...");
            // 更多启动逻辑
            break;
        case "stop":
            Console.WriteLine("Stopping service...");
            // 更多停止逻辑
            break;
        default:
            Console.WriteLine("Unknown command.");
            break;
    }
}

而

switch

表达式（C# 8.0引入）则是一个真正的表达式，它必须计算并返回一个值。它的语法更紧凑，通常每个模式后面直接跟着一个

=>

和要返回的值。它天然地避免了穿透问题，因为每个分支都必须提供一个结果，并且整个表达式最终会有一个确定的返回值。这让它在处理映射、转换或根据不同输入返回不同配置等场景时，显得异常简洁。

// switch 表达式：计算并返回一个值
string GetServiceStatus(ServiceState state) => state switch
{
    ServiceState.Running => "Service is active.",
    ServiceState.Stopped => "Service is inactive.",
    ServiceState.Error => "Service encountered an error.",
    _ => "Unknown service state."
};

如何选择？

我的经验是：

如果你需要根据输入值执行不同的“动作”或“副作用”（如打印日志、修改状态、调用其他方法），并且这些动作本身不直接返回一个有用的值供后续使用，那么
switch
语句是更合适的选择。它提供了更大的自由度来编写多行逻辑。
如果你需要根据输入值“计算”或“映射”出一个结果，并且这个结果会立即被后续代码使用，那么
switch
表达式无疑是更优的选择。它能够将复杂的条件逻辑浓缩成一行或几行，极大地提高了代码的简洁性和可读性。在很多情况下，它能替代冗长的
```
if-else if
```
链，让代码意图一目了然。

当然，两者并非完全互斥。有时候，你可能在