1、講故事

昨天在 github 上準(zhǔn)備找找 C# 9又有哪些新語(yǔ)法糖可以試用，不覺(jué)在一個(gè)文檔上看到一個(gè)很奇怪的寫法: foreach (var item in myArray[0..5]) 哈哈，熟悉又陌生，玩過(guò)python的朋友對(duì)這個(gè) [0..5] 太熟悉不過(guò)了，居然在 C# 中也遇到了，開心哈，看了下是 C# 8 的新語(yǔ)法，諷刺諷刺，8 都沒(méi)玩熟就搞 9 了，我的探索欲比較強(qiáng)，總想看看這玩意底層是由什么支撐的。

二、.. 語(yǔ)法糖的用法

從前面介紹的 myArray[0..5] 語(yǔ)義上也能看出，這是一個(gè)切分array的操作，那到底有幾種切分方式呢？下面一個(gè)一個(gè)來(lái)介紹，為了方便演示，我先定義一個(gè)數(shù)組，代碼如下：

var myarr = new string[]
{"10", "20", "30", "40", "50", "60", "70", "80", "90", "100"};

1、提取 arr 前3個(gè)元素

如果用 linq 的話，可以用 Take(3)，用切片操作的話就是 [0..3]， 代碼如下：

static void Main(string[] args)
{
? ?var myarr = new string[]
? ? {"10", "20", "30", "40", "50", "60",
? ? ?"70", "80", "90", "100"};
? ?//1. 獲取數(shù)組 前3個(gè)元素
? ?var query1 = myarr[0..3];
? ?var query2 = myarr.Take(3).ToList();
? ?Console.WriteLine($"query1={string.Join(",", query1)}");
? ?Console.WriteLine($"query2={string.Join(",", query2)}");
}

2、提取 arr 最后三個(gè)元素

這個(gè)怎么提取呢？在 python 中直接用 -3 表示就可以了，在C# 中需要用 ^ 來(lái)表示從末尾開始，代碼如下：

static void Main(string[] args)
{
? ?var myarr = new string[]
? ?{"10", "20", "30", "40", "50",
? ? "60", "70", "80", "90", "100" };
? ?//1. 獲取數(shù)組 最后3個(gè)元素
? ?var query1 = myarr[^3..];
? ?var query2 = myarr.Skip(myarr.Length - 3).ToList();
? ?Console.WriteLine($"query1={string.Join(",", query1)}");
? ?Console.WriteLine($"query2={string.Join(",", query2)}");
}

3、提取 array 中index = 4，5，6 的三個(gè)位置元素

用 linq 的話，就需要使用 Skip + Take 雙組合，如果用切片操作的話就太簡(jiǎn)單了。

static void Main(string[] args)
{
? ?var myarr = new string[]
? ?{"10", "20", "30", "40", "50",
? ? "60", "70", "80", "90", "100" };
? ?//1. 獲取數(shù)組 中 index=4,5,6 三個(gè)位置的元素
? ?var query1 = myarr[4..7];
? ?var query2 = myarr.Skip(4).Take(3).ToList();
? ?Console.WriteLine($"query1={string.Join(",", query1)}");
? ?Console.WriteLine($"query2={string.Join(",", query2)}");
}

從上面的切割區(qū)間 [4..7] 的輸出結(jié)果來(lái)看，這是一個(gè) 左閉右開 的區(qū)間，所以要特別注意一下。

4、獲取 array 中倒數(shù)第三和第二個(gè)元素

從要求上來(lái)看就是獲取元素 80 和 90，如果你理解了前面的兩個(gè)用法，我相信這個(gè)你會(huì)很快的寫出來(lái)，代碼如下：

static void Main(string[] args)
{
? ?var myarr = new string[]
? ?{"10", "20", "30", "40", "50",
? ? "60", "70", "80", "90", "100" };
? ?//1. 獲取 array 中倒數(shù)第三和第二個(gè)元素
? ?var query1 = myarr[^3..^1];
? ?var query2 = myarr.Skip(myarr.Length - 3).Take(2).ToList();
? ?Console.WriteLine($"query1={string.Join(",", query1)}");
? ?Console.WriteLine($"query2={string.Join(",", query2)}");
}

三、探究原理

通過(guò)前面 4 個(gè)例子，我想大家都知道怎么玩了，接下來(lái)就是看看到底內(nèi)部是用什么做支撐的，這里使用 DnSpy 去挖挖看。

1、從 myarr[0..3] 看起

用 dnspy 反編譯代碼如下：

//編譯前
var query1 = myarr[0..3];
//編譯后：
string[] query =
RuntimeHelpers.GetSubArray<string>(myarr, new Range(0, 3));

從編譯后的代碼可以看出，原來(lái)獲取切片的 array 是調(diào)用 RuntimeHelpers.GetSubArray 得到了，然后我簡(jiǎn)化一下這個(gè)方法，代碼如下：

public static T[] GetSubArray<[Nullable(2)] T>(T[] array, Range range)
{
? ?ValueTuple<int, int> offsetAndLength = range.GetOffsetAndLength(array.Length);
? ?int item = offsetAndLength.Item1;
? ?int item2 = offsetAndLength.Item2;
? ?T[] array3 = new T[item2];
? ?Buffer.Memmove<T>(Unsafe.As<byte, T>(array3.GetRawSzArrayData()), Unsafe.Add<T>(Unsafe.As<byte, T>(array.GetRawSzArrayData()), item), (ulong)item2);
? ?return array3;
}

從上面代碼可以看到，最后的 子array 是由 Buffer.Memmove 完成的，但是給 子array 的切割位置是由 GetOffsetAndLength 方法實(shí)現(xiàn)，繼續(xù)追一下代碼：

public readonly struct Range : IEquatable<Range>
{
? ?public Index Start { get; }
? ?public Index End { get; }
? ?public Range(Index start, Index end)
? ?{
? ? ? ?this.Start = start;
? ? ? ?this.End = end;
? ?}
? ?public ValueTuple<int, int> GetOffsetAndLength(int length)
? ?{
? ? ? ?Index start = this.Start;
? ? ? ?int num;
? ? ? ?if (start.IsFromEnd)
? ? ? ?{
? ? ? ? ? ?num = length - start.Value;
? ? ? ?}
? ? ? ?else
? ? ? ?{
? ? ? ? ? ?num = start.Value;
? ? ? ?}
? ? ? ?Index end = this.End;
? ? ? ?int num2;
? ? ? ?if (end.IsFromEnd)
? ? ? ?{
? ? ? ? ? ?num2 = length - end.Value;
? ? ? ?}
? ? ? ?else
? ? ? ?{
? ? ? ? ? ?num2 = end.Value;
? ? ? ?}
? ? ? ?return new ValueTuple<int, int>(num, num2 - num);
? ?}
}

看完上面的代碼，你可能有兩點(diǎn)疑惑：

1)、start.IsFromEnd 和 end.IsFromEnd 是什么意思。

其實(shí)看完上面代碼邏輯，你就明白了，IsFromEnd 表示起始點(diǎn)是從左開始還是從右邊開始，就這么簡(jiǎn)單。

2)、我并沒(méi)有看到 start.IsFromEnd 和 end.IsFromEnd 是怎么賦上值的。

在 Index 類的構(gòu)造函數(shù)中，取決于上一層怎么去 new Index 的時(shí)候塞入的 true 或者 false，如下代碼：

這個(gè)例子的流程大概是：new Range(1,3) -> operator Index(int value) -> FromStart(value) -> new Index(value) ，可以看到最后在 new 的時(shí)候并沒(méi)有對(duì)可選參數(shù)賦值。

2、探究 myarr[^3..]

剛才的例子是沒(méi)有對(duì)可選參數(shù)賦值，那看看本例是不是 new Index 的時(shí)候賦值了?

//編譯前：
var query1 = myarr[^3..];
//編譯后：
string[] query = RuntimeHelpers.GetSubArray<string>
(myarr, Range.StartAt(new Index(3, true)));

看到?jīng)]有，這一次 new Index 的時(shí)候，給了 IsFromEnd = true , 表示從末尾開始計(jì)算，大家再結(jié)合剛才的 GetOffsetAndLength 方法，我想這邏輯你應(yīng)該理順了吧。

四、總結(jié)

總的來(lái)說(shuō)這個(gè)切片操作太實(shí)用了，作用于 arr 可以大幅度減少對(duì) skip & take 的使用，作用于string也可以大幅減少SubString的使用，如："12345"[1..3] -> "12345".Substring(1, 2)，嘿嘿，厲害了吧！?還是C# 大法??*