.NET 4.0 進階 (4)：C# 4.0 新特性 — 命名/選用參數、dynamic、泛型協變逆變、同步原語

1. 命名參數與選用參數

VB 風格特性終登 C#，大幅簡化多參數方法呼叫。

// 定義：選用參數必須在最後，提供預設值
void Write(string p1, string p2 = "default", bool p3 = true) {
    Console.WriteLine($"p1:{p1}; p2:{p2}; p3:{p3}");
}

// 呼叫示範
Write("hello");                              // p2=default, p3=true
Write("hello", "world");                     // p2=world, p3=true
Write("hello", p3: false, p2: "named");      // 命名參數可跳過順序

2. dynamic — 動態繫結核心

靜態型別 `dynamic`，編譯期跳過型別檢查，執行期由 DLR (Dynamic Language Runtime) 解析成員呼叫。適用：COM Interop、IronPython/Ruby、HTML DOM、反射包裝。

dynamic d = new DynamicDemo();
d.Hello("method");        // 呼叫方法
d.Name = "prop";          // 設定屬性
var idx = d["indexer"];   // 索引子
var count = d.GetNames().Count; // 回傳 List<string> 隱含轉換

// 注意：dynamic 不支援擴充方法
// d.GetNames().Last(); // 編譯通過，執行期失敗

dynamic 與 object 差異

• `object` 需強制轉型或反射才能呼叫成員。
• `dynamic` 編譯器假定「支援所有操作」，執行期失敗拋 `RuntimeBinderException`。
• 轉換：`dynamic → 強型別` 隱含轉換；`強型別 → dynamic` 隱含包裝。

3. 泛型協變與逆變

解決 `IList<string> → IList<object>` 不合法但語意安全的問題。

協變範例：IEnumerable<out T>

class Human { public string Name; }
class Hero : Human { public string Story; }

var humans = new List<Human> { new Human { Name = "A" } };
var heroes = new List<Hero> { new Hero { Name = "H", Story = "S" } };

// Hero 可協變為 Human
List<Human> all = humans.Union(heroes).ToList(); // 編譯通過

逆變範例：IComparer<in T>

interface IOutput<in T> { void Write(T obj); }
class Output<T> : IOutput<T> where T : Human {
    public void Write(T obj) => Console.WriteLine(obj.Name);
}

IOutput<Human> humanOut = new Output<Human>();
IOutput<Hero> heroOut = humanOut; // 合法：Human 輸入介面可接受 Hero
heroOut.Write(new Hero { Name = "Web" });

.NET 4 內建協變/逆變介面

• 協變：`IEnumerable<out T>`, `IEnumerator<out T>`, `IQueryable<out T>`
• 逆變：`IComparer<in T>`, `IEqualityComparer<in T>`, `IComparable<in T>`
• 委派：`Func<in T, out TResult>`, `Action<in T>`, `Predicate<in T>`

4. 新同步原語

CountdownEvent — 計數器同步

using var cde = new CountdownEvent(1); // 初始計數 1 (主執行緒)
var t1 = Task.Run(() => { Work("A", 1000); cde.Signal(); });
cde.AddCount(); t1.Start();
var t2 = Task.Run(() => { Work("B", 2000); cde.Signal(); });
cde.AddCount();
var t3 = Task.Run(() => { Work("C", 3000); cde.Signal(); });
cde.AddCount();

cde.Signal(); // 主執行緒完成，計數歸零
cde.Wait();   // 阻塞直到歸零

Barrier — 階段式同步

var barrier = new Barrier(2); // 2 參與者
Task.Run(() => { Phase1("A", 1000); barrier.SignalAndWait(); Phase2("A"); });
Task.Run(() => { Phase1("B", 2000); barrier.SignalAndWait(); Phase2("B"); });
// 兩者皆完成 Phase1 才同時進入 Phase2

C# 4.0 以 `dynamic` 擁抱動態世界，以協變逆變修補泛型剛性，以命名/選用參數簡化 COM 呼叫，以 Task/Parallel/PLINQ 開啟多核時代——這版本奠定了現代 C# 的靈魂。