C# için Type Unions Resmî Önerisi

Özet

Bu, C# için type union'ları (veya discriminated union'ları) öneren bir belgedir.

Motivasyon

• Yazılım geliştirirken bir değişkende saklanan değerler her zaman aynı türden olmayabilir.
• Örneğin müşteri ve tedarikçi tanımları yalnızca bazı özellikleri paylaşıyorsa, bu iki tip üzerinde benzer işlemler yapmak gerekebilir.
• Bu, kalıtım yoluyla çözülebilir, ancak her durum için uygun değildir.
• C#'ta sınırlı sayıdaki farklı tipleri aynı değişkende saklayabilmenin bir yoluna ihtiyaç vardır.
• Diğer diller bu özelliği zaten sunmaktadır.

Çözüm

• C#'ta union type'ları uygulamanın en uygun yolu, soyut temel sınıf kullanan bir hiyerarşi olarak düşünülebilir.
• Ancak hiyerarşinin kısıtları ve ilgisiz tiplerin union olarak ifade edilememesi gibi sorunlar vardır.
• Birden çok union türüne ihtiyaç duyulabilir ve bu öneri bunları dört kategoriye ayırır.

Standart - union class

Bildirim

• Union class, enum'a benzer şekilde bildirilir.
• Her üye durum değişkenlerine sahip olabilir.

Oluşturma

• Üye tiplerin instance'ları atanarak oluşturulur.

Ayrıştırma

• Type test ve pattern matching ile ayrıştırılır.

Kapsayıcılık

• Tüm üye tipler switch ifadesi veya deyiminde ele alındığında varsayılan bir case gerekmez.

Null olasılığı

• Null dahil etmek için standart nullability gösterimi kullanılır.

Uygulama

• Union class, soyut bir record class olarak uygulanır.

Özelleşmiş - union struct

Bildirim

• Union class'a benzer şekilde bildirilir, ancak struct anahtar sözcüğü eklenir.

Oluşturma

• Üye tiplerin instance'ları atanarak oluşturulur.

Ayrıştırma

• Type test ve pattern matching ile ayrıştırılır.

Kapsayıcılık

• Tüm üye tipler switch ifadesi veya deyiminde ele alındığında varsayılan bir case gerekmez.

Null olasılığı

• Null dahil etmek için standart nullability gösterimi kullanılır.

Varsayılan değer

• Union struct, atanmadığında veya varsayılan değer olarak atandığında tanımsız bir durumda olabilir.

Uygulama

• Union struct bir struct olarak uygulanır ve üye tipler iç içe record struct'lar olarak uygulanır.

Geçici - ad hoc union

Sözdizimi

• Ad hoc union, or pattern sözdizimi kullanılarak referans verilir.

Adlandırma

• Dosya veya global using alias kullanılarak ad hoc union'a ortak bir ad verilebilir.

Oluşturma

• Üye tiplerin instance'ları atanarak oluşturulur.

Ayrıştırma

• Type test ve pattern matching ile ayrıştırılır.

Kapsayıcılık

• Tüm üye tipler switch ifadesi veya deyiminde ele alındığında varsayılan bir case gerekmez.

Null olasılığı

• Null dahil etmek için standart nullability gösterimi kullanılır.

Karşılıklı değiştirilebilirlik

• Aynı üye tiplerine sahip ad hoc union'lar birbirinin yerine kullanılabilir.

Kullanıcı tanımlı union

• Union class veya union struct olarak ifade edilemeyen union tipleri bildirilebilir.
• Hiyerarşi Closed özniteliği kullanılarak kapatılabilir.
• Union özniteliği kullanılarak struct wrapper olarak uygulanabilir.

Yaygın union'lar

Option

• Bir değerin var olabileceği ya da olmayabileceği durumu temsil eden bir struct union'dır.

Result

• Fonksiyonlardan başarılı sonuç veya hata döndüren bir struct union'dır.

İlgili öneriler

Kapalı hiyerarşi

• Closed özniteliği kullanılarak soyut temel tip üzerinde kapalı bir alt tip kümesi bildirilir.

Singleton değerler

• Singleton özniteliğine sahip tipler, tip dışı bağlamlarda değer olarak kullanılabilir.

İç içe üye kısaltması

• Bağlanmamış adlar kullanılarak hedef tipin statik üyelerine veya iç içe tiplerine bağlanılabilir.

GN⁺ Özeti

• Bu belge, C# için type union'ları önerir ve çeşitli durumlarda bir değişkende birden fazla tip saklamanın yolunu sunar.
• Diğer dillerin zaten sunduğu bu özelliği C#'a getirmeyi amaçlayan bir girişimdir.
• Geliştiricilerin kod okunabilirliğini ve bakım kolaylığını artırmasına yardımcı olabilir.
• Benzer bir özelliği sunan diğer dillere F# örnek verilebilir.

[GN⁺]

Hacker News görüşleri

• F#'ta ayrımlı union'lar kullanıyordum ve C#'ta da vardır diye düşünmüştüm

  • Java kullanıyorum ve ADT olmayan bir dile geri dönmenin zor olduğunu hissediyorum
  • C#'ın önemli bir özellik eksiğini mazur göstermek zorunda kalmayacak olmaktan memnunum

• "type union" terimi kulağa yabancı geliyor

  • ML ailesi dillerdeki tagged union'a benziyor gibi görünüyor
  • C# geliştiricilerinin mevcut terimlerden farklı adlar üretme eğilimi olup olmadığını merak ediyorum

• Uzun yıllardır C# geliştiricisi olarak bu önerinin kullanım alanı bana net gelmiyor

  • Boş bir interface ve record class'lar tanımlayarak bunu gerçekleştirmek mümkün gibi görünüyor
  • Gözden kaçırdığım bir şey olup olmadığını merak ediyorum

• TypeScript'te type union'lar var

  • F# veya Haskell'deki ayrımlı union'lara benziyor gibi görünüyor
  • Ayrımlı union'larda adlandırılmış case constructor'ları bulunur

• Pattern matching yapılabilen union'lar olmadan programlama zorlaşıyor

  • Expression problem'in anlamını hiçbir zaman tam olarak kavrayamadım
  • Mevcut polymorphism üzerinden genişleme noktaları sunmak gelecekteki istemciler için uygun olabilir
  • Ekibin sahip olduğu kodlarda pattern matching yapılabilen union'lar daha uygun olur

• C# union'larında field offset kullanma deneyimim var

  • Pointer/reference değerleri ile değer aliasing'i tanımsız davranışa yol açabilir
  • u64 ile nesnenin struct union'ı ayrı alanlar gerektirdiği için 8 byte israf edebilir

• Özel constructor'lar ve bir nuget paketi kullanarak switch type'ın _ case'ine ihtiyaç duymamasını sağlıyorum

  • Bu, önerilen "union class"ın desugared sürümüne benziyor
  • nuget paketine artık ihtiyaç kalmaması ve sözdizimsel şeker eklenmesi güzel olur

• Union struct'ların eşzamanlı değişikliklerde tearing'i nasıl ele aldığı belirtilmiyor

  • Tearing, bellek güvenliği sorunlarına yol açabilir
  • Aynı offset'te integer field ve reference field içeren varyantlar olabilir