11 Padrões e correspondência de padrões

11.1 Geral

Um padrão é uma forma sintática que pode ser usada com o is operador (§12.12.12) e em um switch_statement (§13.8.3) para expressar a forma dos dados com os quais os dados de entrada devem ser comparados. Um padrão é testado em relação à expressão de uma instrução switch ou em relação a um relational_expression que está no lado esquerdo de um operador, cada umis de entrada de padrão.

11.2 Formas de padrão

11.2.1 Geral

Um padrão pode ter uma das seguintes formas:

ANTLR

pattern
    : declaration_pattern
    | constant_pattern
    | var_pattern
    ;

Uma declaration_pattern e uma var_pattern podem resultar na declaração de uma variável local.

Cada formulário de padrão define o conjunto de tipos para valores de entrada aos quais o padrão pode ser aplicado. Um padrão P é aplicável a um tipo T se T estiver entre os tipos cujos valores o padrão pode corresponder. É um erro em tempo de compilação se um padrão P aparecer em um programa para corresponder a um valor de entrada de padrão (§11.1) do tipo T se P não for aplicável a T.

Exemplo: o exemplo a seguir gera um erro de tempo de compilação porque o tipo de tempo de v compilação de é TextReader. Uma variável do tipo TextReader nunca pode ter um valor compatível com referência com string:

C#

TextReader v = Console.In; // compile-time type of 'v' is 'TextReader'
if (v is string) // compile-time error
{
    // code assuming v is a string
}

No entanto, o seguinte não gera um erro de tempo de compilação porque o tipo de tempo de v compilação de é object. Uma variável do tipo object pode ter um valor compatível com referência com string:

C#

object v = Console.In;
if (v is string s)
{
    // code assuming v is a string
}

exemplo de fim

Cada formulário de padrão define o conjunto de valores para os quais o padrão corresponde ao valor em tempo de execução.

11.2.2 Padrão de declaração

Um declaration_pattern é usado para testar se um valor tem um determinado tipo e, se o teste for bem-sucedido, fornecer o valor em uma variável desse tipo.

ANTLR

declaration_pattern
    : type simple_designation
    ;
simple_designation
    : single_variable_designation
    ;
single_variable_designation
    : identifier
    ;

O tipo de runtime do valor é testado em relação ao tipo no padrão usando as mesmas regras especificadas no operador is-type (§12.12.12.1). Se o teste for bem-sucedido, o padrão corresponderá a esse valor. É um erro em tempo de compilação se o tipo for um tipo de valor anulável (§8.3.12). Esse formulário de padrão nunca corresponde a um null valor.

Observação: a expressão e is T is-type e o padrão e is T _ de declaração são equivalentes quando T não são um tipo anulável. nota final

Dado um valor de entrada padrão (§11,1) e, se o simple_designation for o identificador_, ele indicará um descarte (§9.2.9.2) e o valor de e não estará associado a nada. (Embora uma variável declarada com o nome _ possa estar no escopo nesse ponto, essa variável nomeada não é vista neste contexto.) Se simple_designation for qualquer outro identificador, uma variável local (§9.2.9.1) do tipo determinado nomeado pelo identificador especificado será introduzida. Essa variável local recebe o valor do valor de entrada do padrão quando o padrão corresponde ao valor.

Determinadas combinações de tipo estático do valor de entrada do padrão e do tipo fornecido são consideradas incompatíveis e resultam em um erro em tempo de compilação. Um valor de tipo E estático é considerado compatível com o tipo T se existir uma conversão de identidade, uma conversão de referência implícita ou explícita, uma conversão de boxing ou uma conversão de unboxing de E para T, ou se ou ET for um tipo aberto (§8.4.3). Um padrão de declaração que nomeia um tipo T é aplicável aT.

Observação: o suporte para tipos abertos pode ser mais útil ao verificar tipos que podem ser tipos struct ou class, e a conversão boxing deve ser evitada. nota final

Exemplo: o padrão de declaração é útil para executar testes de tipo de tempo de execução de tipos de referência e substitui o idioma

C#

var v = expr as Type;
if (v != null) { /* code using v */ }

com o ligeiramente mais conciso

C#

if (expr is Type v) { /* code using v */ }

exemplo de fim

É um erro se type for um tipo de valor anulável.

Exemplo: o padrão de declaração pode ser usado para testar valores de tipos anuláveis: um valor de tipo Nullable<T> (ou um boxed T) corresponde a um padrão T2 id de tipo se o valor não for nulo e T2 for T, ou algum tipo base ou interface de T. Por exemplo, no fragmento de código

C#

int? x = 3;
if (x is int v) { /* code using v */ }

A condição da if instrução está true em tempo de execução e a variável v contém o valor 3 do tipo int dentro do bloco. exemplo de fim

11.2.3 Padrão constante

Um constant_pattern é usado para testar o valor de um valor de entrada de padrão (§11.1) em relação ao valor constante fornecido.

ANTLR

constant_pattern
    : constant_expression
    ;

Um padrão P constante é aplicável a um tipo T se houver uma conversão implícita da expressão constante de P para o tipo T.

Para um padrão Pconstante , seu valor convertido é

• Se o tipo do valor de entrada do padrão for um tipo integral ou um tipo de enumeração, o valor constante do padrão será convertido nesse tipo; caso contrário
• Se o tipo do valor de entrada do padrão for a versão anulável de um tipo integral ou de um tipo de enumeração, o valor constante do padrão será convertido em seu tipo subjacente; caso contrário
• o valor do valor constante do padrão.

Dado um valor de entrada de padrão e e um padrão P constante com valor convertido v,

• Se E tiver tipo integral ou tipo enumeração, ou uma forma anulável de um desses, e V tiver tipo integral, o padrão Pcorresponderá ao valor E se o resultado da expressão e == v for true; caso contrário
• O padrão Pcorresponde ao valor e se object.Equals(e, v) retorna true.

Exemplo: a switch instrução no método a seguir usa cinco padrões constantes em seus rótulos de caso.

C#

static decimal GetGroupTicketPrice(int visitorCount)
{
    switch (visitorCount) 
    {
        case 1: return 12.0m;
        case 2: return 20.0m;
        case 3: return 27.0m;
        case 4: return 32.0m;
        case 0: return 0.0m;
        default: throw new ArgumentException(...);
    }
}

exemplo de fim

11.2.4 Padrão Var

Um var_patterncorresponde a todos os valores. Ou seja, uma operação de correspondência de padrões com um var_pattern sempre é bem-sucedida.

Um var_pattern é aplicável a todos os tipos.

ANTLR

var_pattern
    : 'var' designation
    ;
designation
    : simple_designation
    ;

Dado um valor de entrada padrão (§11,1) e, se a designação for o identificador _, ele indica um descarte (§9.2.9.2) e o valor de e não está vinculado a nada. (Embora uma variável declarada com esse nome possa estar no escopo nesse ponto, essa variável nomeada não é vista neste contexto.) Se designação for qualquer outro identificador, em runtime, o valor de e será associado a uma variável local recém-introduzida (§9.2.9.1) desse nome cujo tipo é o tipo estático de ee o valor de entrada padrão é atribuído a essa variável local.

É um erro se o nome var for associado a um tipo em que um var_pattern é usado.

11.3 Subsunção de padrão

Em uma instrução switch, é um erro se o padrão de um caso for incluído pelo conjunto anterior de casos não protegidos (§13.8.3). Informalmente, isso significa que qualquer valor de entrada teria sido correspondido por um dos casos anteriores. As regras a seguir definem quando um conjunto de padrões inclui um determinado padrão:

Um padrão Pcorresponderia a uma constante K se a especificação para o comportamento de tempo de execução desse padrão fosse que P correspondesse a K.

Um conjunto de padrões Qinclui um padrão P se qualquer uma das seguintes condições for válida:

• Pé um padrão constante e qualquer um dos padrões no conjunto Q corresponderia Pao valor convertido de
• P é um padrão var e o conjunto de padrões Q é exaustivo (§11.4) para o tipo do valor de entrada do padrão (§11.1), e o valor de entrada do padrão não é de um tipo anulável ou algum padrão em Q corresponderia a null.
• P é um padrão de declaração com tipo T e o conjunto de padrões Q é exaustivo para o tipo T (§11.4).

11.4 Exaustividade do padrão

Informalmente, um conjunto de padrões é exaustivo para um tipo se, para cada valor possível desse tipo diferente de nulo, algum padrão no conjunto for aplicável. As regras a seguir definem quando um conjunto de padrões é exaustivo para um tipo:

Um conjunto de padrões Q é exaustivo para um tipo T se qualquer uma das seguintes condições for válida:

1. T é um tipo integral ou enumeração, ou uma versão anulável de um desses, e para cada valor possível do Ttipo subjacente não anulável de , algum padrão em Q corresponderia a esse valor; ou
2. Algum padrão em Q é um padrão var; ou
3. Algum padrão em Q é um padrão de declaração para o tipo D, e há uma conversão de identidade, uma conversão de referência implícita ou uma conversão de boxing de T para D.

Exemplo:

C#

static void M(byte b)
{
    switch (b) {
        case 0: case 1: case 2: ... // handle every specific value of byte
            break;
        // error: the pattern 'byte other' is subsumed by the (exhaustive)
        // previous cases
        case byte other: 
            break;
    }
}

exemplo de fim