C# design note sep 2014

Roslyn
• http://roslyn.codeplex.com/
• C#/VBコンパイラー再設計プロジェクト
• 製品名は「.NET Compiler Platform」になりそう
• いいこと
• MSの中の人がVisual Studioを作りやすくなる
• サードパーティ製VSプラグインが作りやすくなる
• これが一番の急務
• おまけで、C#言語新機能も足しやすく

今日の話題
• 新機能がどうというより、開発体制の変化
• これまで
• 製品版の2年は前にはCTP提供
• 動くコンパイラー提供
• この時点で仕様書結構かっちり/全機能分
• 今
• Roslynプロジェクトのオープン化
• 最新機能を試したかったらcloneして自分でビルド
• 緩い段階で仕様公開＆ディスカッション/個別に機能追加

Discussions
• Discussions under C# Language Design†
• C#の言語機能についてのディスカッションページ
• 誰でも投稿可能
† http://roslyn.codeplex.com/discussions/topics/5998/c-language-design

Design Notes
• C# Language Design Notes†
• C#チームのデザインミーティング議事録※
• C#新機能、案を採用するか否か、実装の方針、懸
念点など
† https://roslyn.codeplex.com/wikipage?title=CSharp%20Language%20Design%20Notes
※ ディスカッションとして投稿してて、誰でもコメント付け可能

例えば、VS “14” CTP 3新機能
• 7/9のAgenda†
1. Detailed design of nameof <details settled>
2. Design of #pragma warning extensions <allow identifiers>
7/9のDesign Notesの内容が
そのままCTP 3(8/18公開)で実装されてる
† https://roslyn.codeplex.com/discussions/552377

nameof
• メンバー名を文字列化
• renameリファクタリングできるstringリテラル
class Point(double x, double y) : BindableBase
{
double _x = x;
double _y = y;
public double X
{
get { return _x; }
set
{
SetProperty(ref _x, value);
OnPropertyChanged(nameof(Length));
}
}
public double Y
{
get { return _y; }
set
{
SetProperty(ref _y, value);
}
}
public double Length => Math.Sqrt(X * X + Y * Y);
}
…前略…
SetProperty(ref _y, value);
}
}
メンバー名を文字列化
public double Length => Math.Sqrt(X * X + Y * Y);

#pragma warning extensions
• サードパーティ製診断ツールのwarning抑止
• 今まで:
コンパイラー正規の警告を
警告番号を指定して抑止

#pragma warning extensions
• サードパーティ製診断ツールのwarning抑止
• 追加:
(Roslynを使って作った)VS拡張による警告を
識別子名を使って抑止

この辺りは即断即決
• nameofも#pragma拡張も、割と手早く仕様が
決まって、問題なく実装されてる類
• 悩ましいものも
• Design Notes 8/27: parameterless constructors
• Design Notes 9/3: declaration expressions

Parameterless Constructors
• Design Notes 8/27†
• The meeting focused on rounding out the feature
set around structs.
1. Allowing parameterless constructors in structs <allow,
but some unresolved details>
2. Definite assignment for imported structs <revert to
Dev12 behavior>
† https://roslyn.codeplex.com/discussions/562559

背景: 既定値
• 値型の既定値は0クリア
var points = new Point[1000];
• Pointが構造体のとき、コンストラクターを1000回呼ぶのか
• 呼びたくないので、memset(0)にしたい

背景: new T()
• 現状、new T()で既定値を作る
var p = new Point(); 0クリア
• 構造体はパラメーターなしのコンストラクターを持
てない

背景: default(T)
• .NET 2.0以降には、既定値用のdefault(T)がある
var p = default(Point); 0クリア
var p = new Point(); これで0クリアする必要まだある？
• ちなみに
コンストラクター呼んでもよくない？
• .NET IL仕様上は構造体がパラメーターなしのコンス
トラクター持てる
• C#のコンパイラーレベルでエラーにしてる

問題: genericsのnew T()制約
• new T() == default(T) 前提の最適化
T M<T>()
where T : new()
{
return new T();
}
Tが構造体の時、0クリアに
最適化してしまう
• new T() がコンストラクターを呼ぶようにするには
ここも仕様変更に

問題: 既定の引数
• 既定の引数= 定数のみ指定できる
void M(S s = new S())
{
}
• 現仕様(new S() == default(S)) なら
問題なく使える
• 新仕様(new S()はコンストラクター
呼び出し)だとダメ
変更必要
void M(S s = default(S))
{
}

問題: T(…) : this()
• コンストラクターから引数なしのコンストラク
ターを呼ぶ場合
struct S
{
S(int x) : this() { X = x; }
int X { get; set; }
}
• 引数なしコンストラクターを定
義してある場合、どうなる？
• 0クリアだけにしたい場合どう
する？
別構文が必要かも
S(int x) : default() { X = x; }

検討: フィールド初期化子
• 引数なしコンストラクターに伴って、
構造体でもフィールド初期化子が使えるように
struct S
{
string label = "<unknown>";
bool pending = true;
}
構造体でもこういう
書き方が可能に

検討: フィールド初期化子
• 引数なしコンストラクターに伴って、
構造体でもフィールド初期化子が使えるように
ただし…
• クラスに合わせて引数なしコンストラクターを自動
生成する？
• 今の構造体の仕様への追加になるように、引数なし
のコンストラクターを明示的に書かないと初期化子
動かなくする？
• プライマリーコンストラクターがあるときはどう
する？

Declaration Expressions
• Design Notes 9/3†
• The meeting focused on rounding out the design of
declaration expressions
1. Removing “spill out” from declaration expressions in
simple statements <yes, remove>
2. Same name declared in subsequent else-if’s <condition
decls out of scope in else-branch>
3. Add semicolon expressions <not in this version>
4. Make variables in declaration expressions readonly
<no>
† http://roslyn.codeplex.com/discussions/565640

背景
• declaration expressions自体はCTP 2で入ってる
• 式の途中で変数宣言
var n = int.TryParse(s, out var x) ? x : 0;
if ((var x = obj as C) != null) { }
else { }
var y = (var x = GetValue()) * x;
p.GetCoordinates(out var x, out var y);
• 問題は、この変数xのスコープがどこまで続くか

検討: 宣言した変数のスコープ
• 現仕様
• 宣言後、ブロックの終わりまで
{
var p = new Point();
var p = x * y; // OK
Console.WriteLine("{0} = {1} × {2}", p, x, y);
}
// ここから先、x, y 使えない
• 検討事項
• ステートメント内に限るべきではないか
• if-elseの場合、else句ではどうするか

検討: ステートメント内に限る
• ほんとうにステートメントの外で使う？
ステートメント内
var n = int.TryParse(s, out var x) ? x : 0;
var y = (var x = GetValue()) * x;
var p = x * y;
Console.WriteLine("{0} = {1} × {2}", p, x, y);
xを使いたい範囲
ステートメント内
こいつ、要る？
• C#だと、多値戻り値自体あまり推奨されてない
• = 利用場面少ない
• =レアケースのためにxのスコープ広げる？
• ステートメント内に限った方がよくない？

検討: if-else
• else句で使いたい？
• →使いたい方がレアケース
else句で意味ある値持ってない
if (int.TryParse(s, out var x)) { }
if ((var x = obj as A) != null) { }
else if ((var x = obj as B) != null) { }
else { }
else句にスコープが漏れると
むしろ使いにくい

検討: if-else
• else句で使いたい？
• else句に変数が残らないようにした場合の問題
• if-elseで1つのステートメント
→ 「変数のスコープはステートメント内で完結」ってシンプ
ルなルールじゃなくなる(それより短い)
• if (b) S1 else S2
と
if (!b) S2 else S1
で意味が変わる

Pattern Matching
• Draft spec for records and pattern-matching in
C#†
• C#にも型のパターンマッチングが入りそう
• 現在はdraft
• 実装もあり(まだmasterブランチには入ってない)
† http://roslyn.codeplex.com/discussions/560339

パターンマッチング式
• isを拡張
if (exp is Add(Expression left, Expression right) { … }
• switchも拡張
switch (exp)
{
case Add(Const(0), var x): return x;
case Mul(Const(0), var x): return Const(0);
}

operator is
• 型判定＋is演算子に展開
static bool operator is(Cartesian c, out double x, out double y)
{
x = c.X;
y = c.Y;
return true;
}

record型
• is, Equals, GetHashCode, ToStringの自動生成
• プライマリコンストラクターの引数から
プロパティを自動生成
record class Point(int X, int Y) { }
class Point(int x, int y)
{
public int X { get; } = x;
public int Y { get; } = y;
public static bool operator is(…) { … }
override public bool Equals(object obj) { … }
override public int GetHashCode() { … }
override public string ToString() { … }
}

まとめ
• http://roslyn.codeplex.com/
• 開発体制の変化: オープン化
• 最新機能を試したかったらcloneして自分でビルド
• 緩い段階で仕様公開＆ディスカッション/個別に機
能追加
• 最近のディスカッション・仕様追加
• 構造体の引数なしコンストラクター
• 宣言式の変数スコープ
• 型パターンマッチング

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