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C# 是 TypeScript 的最佳替补？

发布日期：
2021-12-27

浏览次数：

914

来源：

CSDN

作者 | Nate Hill 译者 | 弯月

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

Type非常优秀。它完美地结合了强类型和快速开发，因此非常好用，我在许多情况下都会默认选择这个库。但是，世上没有完美的语言，有些情况下Type并不是最合适的工具：

  • 性能至关重要（例如实时通信、视频游戏）

  • 需要与原生代码（如C/C++或Rust）交互

  • 需要更严格的类型系统（例如金融系统）

对于这些情况，Type开发人员最好还是选用其他语言。C#、Go和Java都是非常好的选择。它们的速度远超 Type，每种语言都有自己的长处。C#能与Type配合得很好，我来解释一下为什么。

图源：CSDN 付费下载自东方 IC

Type 就是添加了 C# 的 Java

C#能与Type配合得很好，因为它们看上去就像是同一种语言。两者都是由Anders Hejlsberg设计的，而且从许多方面来看， Type就是添加了C#的Java。它们的特性和语法都很相似，因此在同一个项目中结合使用二者非常容易。更重要的是，C#的语言与Type很相似，因此开发人员阅读和编写代码也非常轻松。

相反，Go是一种完全不同的语言：没有类，没有继承，没有异常，没有包级别的封装（只有类级别的封装），而且语法也完全不同。当然这并不一定是坏事，但开发人员的确需要重新思考并用不同的方式设计代码，因此，同时使用Go和Type是比较困难的。不过，Java与C#很相似，但依然缺乏许多C#和Type都有的功能。

C#和Type的相似之处

也许你已经知道，C#和Type有很多相似之处，如基于C的语法、类、接口、泛型等。下面，我来详细列举一下二者的相似之处：

  • async/await

  • lambda表达式和函数式数组方法

  • 用于处理空的操作符（?，!，??）

  • 解构

  • 命令行界面（CLI）

async/await

首先，C#和Java都使用async/await来处理异步代码。在Java中，异步操作用Promise表示，而应用程序可以await一个异步操作结束。C#中的Promise其实是Task，概念上与Promise完全相同，也有相应的方法。下面的例子演示了两种语言中async/await的用法：

async function fetchAndWriteToFile(url: string, filePath:string): Promise<string> { // fetch returns aPromise const response = awaitfetch(url); const text = awaitresponse.text; // By the way, we'reusing Deno (https://deno.land) awaitDeno.writeTextFile(filePath, text); return text; }

Type中async/await的例子

using System.IO; using System.Net.Http; using System.Threading.Tasks;

async Task<string> FetchAndWriteToFile(string url, stringfilePath) {// HttpClient.GetAsyncreturns a Taskvar response = await newHttpClient.GetAsync(url);var text = awaitresponse.Content.ReadAsStringAsync;awaitFile.WriteAllTextAsync(filePath, text);return text;}

C#中async/await的例子

下面是Java的Promise API与等价的C# Task API：

Java API

等价的C# API

Promise.all

Task.WaitAll

Promise.resolve

Task.FromResult

Promise.reject

Task.FromException

Promise.prototype.then

Task.ContinueWith

new Promise

new TaskCompletionSource
Lambda表达式和函数式数组方法

C#和Java都用熟悉的=>语法（即箭头函数）来表示lambda表达式。下面是Type和C#的比较：

const months = ['January', 'February', 'March', 'April'];const shortMonthNames = months.filter(month => month.length< 6);const monthAbbreviations = months.map(month =>month.substr(0, 3));const monthStartingWithF = months.find(month => {returnmonth.startsWith('F');});

Type中使用lambda表达式

using System.Collections.Generic;using System.Linq;

var months = new List<string> {"January","February", "March", "April"};var shortMonthNames = months.Where(month => month.Length <6);var monthAbbreviations = months.Select(month =>month.Substring(0, 3));var monthStartingWithF = months.Find(month => {returnmonth.StartsWith("F");});

C#中使用lambda表达式

上述示例演示了C#的System.Linq命名空间中的一些方法，相当于Java的函数式数组方法。下面是Java的数组方法与等价的C# Linq方法：

Java API

等价的C# API

Array.prototype.filter

Enumerable.Where

Array.prototype.map

Enumerable.Select

Array.prototype.reduce

Enumerable.Aggregate

Array.prototype.every

Enumerable.All

Array.prototype.find

List.Find

Array.prototype.findIndex

List.FindIndex
处理空操作符

C#和Type处理空的特性也一样：

Feature name Syntax Documentation links
Optional properties property? TS ：https://www.typelang.org/docs/handbook/2/objects.html#optional-properties

C#：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/builtin-types/nullable-reference-types
Non-null assertion object!.property

TS：https://www.typelang.org/docs/handbook/release-notes/type-2-0.html#non-null-assertion-operator

C#：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/null-forgiving
Optional chaining object?.property

JS：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/Java/Reference/Operators/Optional_chaining

C#：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/member-access-operators#null-conditional-operators--and-
Nullish coalescing object ?? alternativeValue JS：https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/Java/Reference/Operators/Nullish_coalescing_operator

C#：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/null-coalescing-operator
解构

尽管C#默认不支持数组或类的解构，但它支持Tuple和Record的解构，用户也可以为自定义类型定义解构。下面是Type和C#中解构的例子：

const author = { firstName: 'Kurt', lastName: 'Vonnegut' };// Destructuring an object:const { firstName, lastName } = author;

const cityAndCountry = ['Indianapolis', 'United States'];// Destructuring an array:const [city, country] = cityAndCountry;

Type中解构的例子

using System;

var author = new Author("Kurt", "Vonnegut");// Deconstructing a record:var (firstName, lastName) = author;

var cityAndCountry = Tuple.Create("Indianapolis","United States");// Deconstructing a tuple:var (city, country) = cityAndCountry;

// Define the Author record used aboverecord Author(string FirstName, string LastName);

C#中解构的例子

命令行界面（CLI）

我的开发方式是使用文本编辑器编写代码，然后在终端运行命令，构建并运行。对于Type，这意味着需要使用node或deno命令行界面（CLI）。C#也有类似的CLI，名为dotnet（由C#的.NET运行时得名）。下面是使用dotnet CLI的一些例子：

mkdir app && cd app# Create a new console application# List of available app templates:https://docs.microsoft.com/dotnet/core/tools/dotnet-newdotnet new console# Run the appdotnet run# Run tests (don't feel bad if you haven't written those)dotnet test# Build the app as a self-contained# single file application for Linux.dotnet publish -c Release -r linux-x64

基本功能（类、泛型、错误和枚举）

这些是Type和C#之间更基本的相似性。下面的例子是有关这几个方面的介绍：

import { v4 as uuidv4 } from'https://deno.land/std/uuid/mod.ts';

enum AccountType {Trial,Basic,Pro}

interface Account {id: string;type: AccountType;name: string;}

interface Database<T> {insert(item: T):Promise;get(id: string):Promise<T>;}

class AccountManager {

constructor(database:Database<Account>) {this._database =database;}

asynccreateAccount(type: AccountType, name: string) {try {const account = {id: uuidv4,type,name;};awaitthis._database.insert(account);} catch (error) {console.error(`Anunexpected error occurred while creating an account. Name: ${name}, Error:${error}`);}}

private _database:Database<Account>;}

Type类的示例

using System;using System.Threading.Tasks;

enum AccountType {Trial,Basic,Pro}

record Account(string Id, AccountType Type, string Name);

interface IDatabase<T> {Task Insert(T item);Task<T> Get(stringid);}

class AccountManager {

publicAccountManager(IDatabase<Account> database) {_database = database;}

public async voidCreateAccount(AccountType type, string name) {try {var account = newAccount(Guid.NewGuid.ToString,type,name);await_database.Insert(account)} catch (Exceptionexception) {Console.WriteLine($"An unexpected error occurred while creating anaccount. Name: {name}, Exception: {exception}");}}

IDatabase<Account>_database;}

C#类的示例

C#的其他优势

与Type相似并不是C#的唯一优点，它还有其他优点：

  • 与原生代码结合更容易

  • 事件

  • 其他功能

与原生代码结合

C#的最大优势之一就是它可以深入原生代码。本文开头提到，Type并不擅长与C/C++代码结合。Node.js有一个支持原生C/C++的插件，名为Node-API，但是它需要为原生函数编写额外的C++包裹器，将原生类型转换成Java对象，或相反，类似于JNI的工作方式。而C#可以直接调用原生函数，只需把库放到应用程序的bin目录下，然后将API定义为C#中的外部函数即可。然后就能像C#函数一样使用外部函数，.NET运行时会处理好C#数据类型与原生数据类型之间的转换。例如，如果原生库导出了下面的C函数：

int countOccurrencesOfCharacter(char *string, char character) {int count = 0;for (int i = 0;string[i] != '\0'; i++) {if (string[i] ==character) {count++;}}return count;}

那么可像下面这样从C#中调用：

using System;using System.Runtime.InteropServices;

var count = MyLib.countOccurrencesOfCharacter("C# is prettyneat, eh?", 'e');// Prints "3"Console.WriteLine(count);

class MyLib {// Just placeMyLibraryName.so in the app's bin folder[DllImport("MyLibraryName")]public static externint countOccurrencesOfCharacter(string str, char character);}

这种方法可以通过C连接访问任何动态库（.so、.dll或.dylib），也就是说，你可以轻松地调用C、C++、Rust、Go或其他语言编写的代码，只要编译成机器码即可。原生交互的其他应用还有：

  • 将指针作为IntPtr传给原生对象

  • 利用GetFunctionPointerForDelegate将C#方法作为函数指针传给原生函数

  • 使用Marshal.PtrToStringAnsi将C字符串转换为C#字符串

  • 转换结构和数组

事件

C#的一个独特的特性是，提供了一流的事件支持。在Type中，你可以实现addEventListener方法，让客户端监听事件，而C#有event关键字，可以用来定义事件，并通过简单的语法将事件通知给所有监听者（而不需要像Type那样手动遍历所有事件监听者并在try/catch块中执行）。例如，我们可以让Connection类定义一个MessageReceived事件，如下所示：

class Connection {// AnAction<string> is a callback that accepts a string parameter.public eventAction<string> MessageReceived;}

使用Connection代码可以通过+=操作符给MessageReceived添加一个处理函数，如下：

var connection = new Connection;connection.MessageReceived += (message) => {Console.WriteLine("Message was received: " + message);};

而Connection类可以在内部调用MessageReceived，为所有监听者触发MessageReceived事件：

// Raise the MessageReceived eventMessageReceived?.Invoke(message);

其他优势

  • 性能：C#很快。C#的ASP.NET Web框架一直在Techempower的评测中名列前茅，而C#的.NET CoreCLR运行时的性能每个主要版本都在提高。C#拥有优良性能的原因之一是，通过使用结构而不是类，应用程序可以最小化甚至完全消除垃圾回收。因此，C#在视频游戏编程中非常流行。

  • 游戏和混合现实：C#是游戏开发最流行的语言之一，像Unity、Godot甚至Unreal游戏引擎都使用了C#。C#在混合现实中也很流行，因为VR和AR应用程序都是用Unity编写的。

  • 由于C#拥有第一方库、工具和文档，因此一些任务非常容易实现，比如，在C#中创建gRPC客户端要比Type方便得多。相反，在Node.js中使用Type时，就必须找出正确的模块和工具的组合，才能正确地生成Java gRPC客户端，以及相应的Type类型。

  • 高级功能：C#有许多其他语言没有的功能，如运算符重载、析构函数等。

总结

如前所述，世上没有完美的语言。在设计语言时总要有所权衡，所以一些语言的速度更快，但使用难度会增加（例如Rust的借出检查）。另一方面，一些语言非常易用，但通常性能的优化难度就会增加（例如Java的动态语言特性）。正因如此，我相信掌握一组相似的语言会非常有用：这些语言分别有各自的长处，但都很相似，而且能互相配合。例如，下面是我选择的一组语言：

Type

  • 最高层的语言，开发速度最快
  • 性能并非最佳，但适用于大多数应用
  • 不太适合与原生代码结合

C#

  • 仍然是高级语言，支持垃圾回收，所以很容易使用，尽管并不如Type那么容易。
  • 从速度和内存占用量来看，其性能都优于 Type
  • 最重要的是，能够与底层很好地结合

C++

  • 开发难度较大（例如需要手动内存管理），因此开发速度会慢很多
  • 但运行时的性能最佳！而且随处可用，能与许多已有的软件相结合
  • 很像C#，而且标准库很好，但也有许多陷阱（大多数与内存管理有关）。我更希望使用Rust，因为它的内存安全性更好，但我的许多工作都要与已有的C++代码结合，因此使用C++会更容易 。

参考链接：https://nate.org/csharp-and-type

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