Visual C# 3.0 新特性全景速覽：從 var 到表達式樹

背景：PDC 預覽版搶先看

隨 VS 2005/C# 2.0 發布，微軟在 PDC 釋出 C# 3.0 預覽版，引入七大核心特性。雖未標準化，但已展現語言演進方向。本文系統梳理全部特性與代碼示例。

七大核心特性清單

1. 隱式類型區域變量 (var)
2. 匿名類型
3. 擴展方法
4. 對象/集合初始化器
5. Lambda 表達式
6. 查詢表達式 (LINQ)
7. 表達式樹

1. 隱式類型區域變量 (var)

核心規則：編譯期根據初始化表達式靜態推斷類型，強類型不可變。

var i = 1;           // int
var arr = new[] {1,2,3,4}; // int[]
// 必須同行初始化，不可為 null
// var x; // 錯誤
// var y = null; // 錯誤

關鍵作用：使匿名類型實例可賦值給強類型變量，無需預定義類型。

2. 匿名類型

內聯定義唯讀屬性結構，編譯器自動生成類型（同結構共享類型）：

var frankenstein = new { hair="black", skin="green", teethCount=64 };
// 編譯器生成類似：
class __Anonymous1 {
    public string hair { get; set; }
    public string skin { get; set; }
    public int teethCount { get; set; }
}
// 同結構實例可互換
var a = new { X=1, Y=2 };
var b = new { X=3, Y=4 };
a = b; // 合法

3. 擴展方法

定義於 static 類，首參數加 this，經 using 引入後如實例方法調用：

public static class StringExtensions {
    public static int ToInt32(this string s) => Convert.ToInt32(s);
}

// 使用
using MyExtensions;
string s = "123";
int i = s.ToInt32(); // 編譯為 StringExtensions.ToInt32(s)
// 優先級低於實例方法

4. 對象與集合初始化器

聲明式初始化，等價於無參構造 + 屬性賦值：

// 對象
var coord = new CoOrdinate { x = 0, y = 0 }; // 無需構造函數

// 集合
List animals = new List { "monkey", "donkey", "cow" };
// 等價於 Add 多次調用

5. Lambda 表達式：匿名方法的「濃縮咖啡」

語法：參數 => 表達式/語句塊。超越匿名方法：

• 參數類型可推斷（匿名方法需顯式聲明）。
• 可轉換為表達式樹（Expression<T>），支撐遠端查詢轉譯。
• 語法更函數式、簡潔。

// 委托調用演進
// C# 1.x: 命名方法
delegate void D(); D d = SayHi; d();

// C# 2.0: 匿名方法
D d = delegate() { Console.WriteLine("Hi"); }; d();

// C# 3.0: Lambda
D d = () => Console.WriteLine("Hi"); d();

// 帶參數/返回值
Func sq = x => x * x; // 表達式體
Func add = (a, b) => { return a + b; }; // 語句體

6. 查詢表達式 (LINQ)

SQL 風格語法糖，編譯為方法鏈 + Lambda：

var filtered = from c in coords
               where c.x == 1
               select new { c.x, c.y };

// 編譯器轉換為：
var filtered = coords.Where(c => c.x == 1)
                     .Select(c => new { c.x, c.y });

綜合運用：匿名類型（投影）、擴展方法（Where/Select）、var（結果類型）、Lambda（謂詞）。

7. 表達式樹

Expression<T> 將 Lambda 表示為運行時可檢查/修改的 AST：

Expression expr = () => Console.WriteLine("Hi");
// 運行時分析樹結構
Console.WriteLine(expr.NodeType); // ExpressionType.Lambda
// 支撐 IQueryable: LINQ to SQL 將表達式樹轉譯為 SQL

總結

C# 3.0 七大特性環環相扣：var/匿名類型解決中間類型聲明；初始化器簡化構建；擴展方法為 IEnumerable<T> 注入算子；Lambda 提供內聯邏輯；查詢表達式統一語法；表達式樹支撐遠端執行。這套組合拳奠定了現代 C# 生態（Entity Framework、Rx、ASP.NET Core 等）的基石。