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》，補充了一些內容

我們之前討論過的 C# 中的一個特性 System.Index 結構體^[1]，與另一特性 System.Range 結構體 是攜手並進的。

在 C# 8.0 之前，沒有訪問集合中任意部分的范圍或切片的語法。開發人員通常不得不執行一些自定義的切片操作，或者依靠諸如 array.Skip(5).Take(2); 的 LINQ 方法。

現在 C# 添加了一個新的小特性，它可以幫助人們從一個大的數組項目中獲取一個小范圍的項目。

讓我們來考慮一下。假設我們有一個項目數組，我們僅需展示其中的一部分。通常情況下，我們只需要循環這部分，然后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]);
}

因此當我們僅需要幾個特定的項，我們通過控制索引值來獲取它們。

通過使用范圍(Range)，我們可以用以下方式來替換：

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

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

在這里，第一次使用的人會注意到一個奇怪的情況——它只會打印四項。為什么呢？這是因為范圍(Range)包含開始，但不包含末尾。
如果想要與上面的 for 循環有相同的結果，我們的 foreach 循環應該是：

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

Range 的一些示例

1、從索引 1（包含） 到末尾（包含）

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

2、從開始（包含）到索引 3（不包含）

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

3、結合以上兩種，您可以得到一個語法上正確的以下版本

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

它的意思是獲取整個范圍。

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);
}

4、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);
}

在這里，它結合了[前面文章]^[1:1]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。如果您寫 ^1，也就是在請求最后一項的索引。如上所述，考慮到最后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），並且該項不包括在其中。
我希望我講清楚了。

將范圍作為變量

我們前面所做的是，將范圍(Range)作為類型傳遞。我們也可以將范圍聲明為一個變量：

Range range = 1..9;

然后，可以在 [ 和 ] 字符中使用該范圍：

var subarray = array[range];

我們還可以將其作為方法的參數傳遞、將其存儲為私有變量，或者用在任何業務邏輯所需的地方。

范圍的類型支持

范圍(Range)不能被用在 List 或者 IEnumerable<T>，但數組並不是唯一支持它的類型。

您還可以將索引(Index)和范圍(Range) 與 String、Span<T>^[2] 或 ReadOnlySpan<T>^[3] 一起使用。

與字符串一起使用的例子基本上就是代替 Substring 方法，如下所示：

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

對於每個擔心 List（它可能是您通常用來替代數組的類型）不支持范圍的人來說，List 從 .Net Framework 2.0 開始就已經有 GetRange 方法了。

---

以下為譯者補充

索引和范圍總結

索引(Index)和范圍(Range)為訪問序列中的單個元素或范圍提供了簡潔的語法。

對索引和范圍的語言支持依賴於兩個新類型和兩個新運算符：

• System.Index^[4] 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^[5] 類型表示序列的子范圍。
• 范圍運算符(..)，用於指定范圍的開始和末尾，就像操作數一樣，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] 不會引發異常，就像 sequence[..sequence.Length] 一樣。對於任意數字 n，索引 ^n 與 sequence.Length - n 相同。 如下面代碼中的注釋所示：

var array = new string[]
{
               // index from start    index from end
    "Item0",   // 0                   ^9
    "Item1",   // 1                   ^8
    "Item2",   // 2                   ^7
    "Item3",   // 3                   ^6
    "Item4",   // 4                   ^5
    "Item5",   // 5                   ^4
    "Item6",   // 6                   ^3
    "Item7",   // 7                   ^2
    "Item8",   // 8                   ^1
};             // 9 (or array.Length) ^0

一個范圍指定了范圍的“開始”和“末尾”。 范圍是左閉右開的，也就是說范圍包含“開始”，不包含“末尾”。
范圍 [0..sequence.Length]、[0..^0]和 [..] 都表示整個范圍。

作者 ： John Demetriou
譯者 ： 技術譯民
出品 ： 技術譯站
鏈接 ： 英文原文

---

1. https://www.cnblogs.com/ittranslator/p/13810800.html System.Index 結構體和 Hat 運算符(^)的全新用法 ↩︎ ↩︎

2. https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.span-1 Span<T> ↩︎

3. https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.readonlyspan-1 ReadOnlySpan<T> ↩︎

4. https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.index System.Index ↩︎

5. https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.range System.Range ↩︎