集合表達式 (Collection Expressions)

C# 12 引入了集合表達式，提供了一種更簡潔的方式來創建和初始化集合。

基本語法

// 創建數組
int[] array = [1, 2, 3];// 創建列表
List<int> list = [1, 2, 3];// 創建跨度(Span)
Span<int> span = [1, 2, 3];

支持的集合類型

集合表達式支持多種集合類型：

• 數組 (T[])

• List<T>

• Span<T> 和 ReadOnlySpan<T>

• 實現了 IEnumerable<T> 并有合適 Add 方法的類型

展開運算符 (..)

展開運算符用于將現有集合的元素"展開"到新的集合中。

基本用法

int[] numbers1 = [1, 2, 3];
int[] numbers2 = [4, 5, 6];// 合并兩個數組
int[] combined = [.. numbers1, .. numbers2]; 
// [1, 2, 3, 4, 5, 6]// 添加額外元素
int[] withExtra = [.. numbers1, 10, 20, .. numbers2]; 
// [1, 2, 3, 10, 20, 4, 5, 6]

實際應用示例

創建新集合

// 傳統方式
List<string> oldWay = new List<string> { "A", "B", "C" };// 新方式
List<string> newWay = ["A", "B", "C"];

合并集合

List<int> first = [1, 2, 3];
List<int> second = [4, 5, 6];// 合并兩個列表
List<int> merged = [.. first, .. second];

與現有API結合

// 傳遞給需要IEnumerable的方法
ProcessNumbers([1, 2, 3, 4, 5]);void ProcessNumbers(IEnumerable<int> numbers)
{foreach (var num in numbers){Console.WriteLine(num);}
}

性能考慮

集合表達式通常能提供更好的性能

• 對于數組，編譯器會優化為直接的數組初始化

• 對于列表，編譯器會使用最有效的方式初始化

高級用法

多維集合

int[][] matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]];

自定義集合

要使自定義集合支持集合表達式，需要實現：

• IEnumerable<T>

• 有一個可訪問的 Add 方法

public class CustomCollection<T> : IEnumerable<T>
{private readonly List<T> _items = new();public void Add(T item) => _items.Add(item);public IEnumerator<T> GetEnumerator() => _items.GetEnumerator();IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() => GetEnumerator();
}// 使用
CustomCollection<int> custom = [1, 2, 3];

注意事項

• 展開運算符 (..) 只能用于集合表達式內部

• 集合表達式不能用于 null 值

• 目標類型必須明確（不能用于 var 推斷）

與傳統方式的比較

特性	集合表達式	傳統方式
語法簡潔性	? 高（單行簡潔語法）	? 低（需要更多樣板代碼）
可讀性	??? 高（直觀表達意圖）	?? 中等（結構略顯冗長）
靈活性	🔄 高（支持混合元素和展開）	🔄 高（但語法更復雜）
性能	? 優化更好（編譯器特殊處理）	? 一般（標準初始化流程）
版本要求	🆕 C# 12+	🏛? 所有版本

總結

C# 的集合表達式和展開運算符提供了：

• 更簡潔的集合初始化語法

• 更直觀的集合合并方式

• 更好的代碼可讀性

• 編譯器優化的性能優勢

建議在新項目中使用這些特性，特別是在需要頻繁創建或合并集合的場景中。