C# 中 System.Range 結構體

翻譯自 John Demetriou 2020年4月6日 的文章 《C# 8 Is Introducing Ranges》

咱們以前討論過的 C# 中的一個特性 System.Index 結構體^[1]，與另外一特性 System.Range 結構體 是攜手並進的。

在 C# 8.0 以前，沒有訪問集合中任意部分的範圍或切片的語法。開發人員一般不得不執行一些自定義的切片操做，或者依靠諸如 array.Skip(5).Take(2); 的 LINQ 方法。

如今 C# 添加了一個新的小特性，它能夠幫助人們從一個大的數組項目中獲取一個小範圍的項目。

讓咱們來考慮一下。假設咱們有一個項目數組，咱們僅需展現其中的一部分。一般狀況下，咱們只須要循環這部分，而後像下面這樣輸出它們。

var array = new string[]
    {
        "Item0",
        "Item1",
        "Item2",
        "Item3",
        "Item4",
        "Item5",
        "Item6",
        "Item7",
        "Item8",
        "Item9"
    };

for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    Console.WriteLine(array[i]);
}

所以當咱們僅須要幾個特定的項，咱們經過控制索引值來獲取它們。

經過使用範圍(Range)，咱們能夠用如下方式來替換：

var array = new string[]
    {
        "Item0",
        "Item1",
        "Item2",
        "Item3",
        "Item4",
        "Item5",
        "Item6",
        "Item7",
        "Item8",
        "Item9"
    };

foreach (var item in array[1..5])
{
    Console.WriteLine(item);
}

在這裏，第一次使用的人會注意到一個奇怪的狀況——它只會打印四項。爲何呢？這是由於範圍(Range)包含開始，但不包含末尾。
若是想要與上面的 for 循環有相同的結果，咱們的 foreach 循環應該是：

foreach (var item in array[1..6])
{
    Console.WriteLine(item);
}

Range 的一些示例

一、從索引 1（包含） 到末尾（包含）

foreach (var item in array[1..])
{
    Console.WriteLine(item);
}

二、從開始（包含）到索引 3（不包含）

foreach (var item in array[..3])
{
    Console.WriteLine(item);
}

三、結合以上兩種，您能夠獲得一個語法上正確的如下版本

foreach (var item in array[..])
{
    Console.WriteLine(item);
}

它的意思是獲取整個範圍。

譯者注
它也等同於下面兩種寫法：

foreach (var item in array[0..^0])
{
    Console.WriteLine(item);
}

foreach (var item in array[0..array.Length])
{
    Console.WriteLine(item);
}

四、從索引 1（包含）到 從末尾開始的索引 1（不包含）

foreach (var item in array[1..^1])
{
    Console.WriteLine(item);
}

在這裏，它結合了前面文章中介紹的 Index 的 Hat 運算符(^)。

一個快速的解釋，Hat 運算符(^)，會給您一個特定的索引。若是您寫 ^1，也就是在請求最後一項的索引。如上所述，考慮到最後一個索引號是排除的，在一個有 10 項的序列中，請求索引項直到 ^1，您也就是在請求索引項直到索引 9（索引從 0 開始），而且該項不包括在其中。
我但願我講清楚了。

將範圍做爲變量

咱們前面所作的是，將範圍(Range)做爲類型傳遞。咱們也能夠將範圍聲明爲一個變量：

Range range = 1..9;

而後，能夠在 [ 和 ] 字符中使用該範圍：

var subarray = array[range];

咱們還能夠將其做爲方法的參數傳遞、將其存儲爲私有變量，或者用在任何業務邏輯所需的地方。

範圍的類型支持

範圍(Range)不能被用在 List 或者 IEnumerable<Τ>，但數組並非惟一支持它的類型。

您還能夠將索引(Index)和範圍(Range) 與 String、Span<T> 或 ReadOnlySpan<T> 一塊兒使用。

與字符串一塊兒使用的例子基本上就是代替 Substring 方法，以下所示：

string s = "01234567";
string r = s[1..3]; // r 將會是 "12"

對於每一個擔憂 List（它多是您一般用來替代數組的類型）不支持範圍的人來講，List 從 .Net Framework 2.0 開始就已經有 GetRange 方法了。

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如下爲譯者補充

索引和範圍總結

索引(Index)和範圍(Range)爲訪問序列中的單個元素或範圍提供了簡潔的語法。

對索引和範圍的語言支持依賴於兩個新類型和兩個新運算符：

• System.Index 類型表示一個序列索引。
• Hat 運算符(^)，指定一個索引與序列末尾相關，用於構造 System.Index 對象。
• System.Range 類型表示序列的子範圍。
• 範圍運算符(..)，用於指定範圍的開始和末尾，就像操做數同樣，用於構造 System.Range 對象。

考慮數組 sequence， 0 索引與 sequence[0] 相同。 ^0 索引與 sequence[sequence.Length] 相同。 請注意，sequence[..^0] 不會引起異常，就像 sequence[..sequence.Length] 同樣。對於任意數字 n，索引 ^n 與 sequence.Length - n 相同。 以下面代碼中的註釋所示：

string[] words = new string[]
{
                // index from start    index from end
    "The",      // 0                   ^9
    "quick",    // 1                   ^8
    "brown",    // 2                   ^7
    "fox",      // 3                   ^6
    "jumped",   // 4                   ^5
    "over",     // 5                   ^4
    "the",      // 6                   ^3
    "lazy",     // 7                   ^2
    "dog"       // 8                   ^1
};              // 9 (or words.Length) ^0

一個範圍指定了範圍的「開始」和「末尾」。 範圍是左閉右開的，也就是說範圍包含「開始」，不包含「末尾」。
範圍 [0..sequence.Length]、[0..^0]和 [..] 都表示整個範圍。

做者 ： John Demetriou
譯者 ： 技術譯民
出品 ： 技術譯站
連接 ： 英文原文

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1. http://www.javashuo.com/article/p-qqvmqtjv-nu.html "System.Index 結構體" ↩︎