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问题

在C#下有什么好办法可以替代if-else和switch-case？

回答
在C的世界里，当我们谈论条件判断时，`ifelse` 和 `switchcase` 确实是最常见、最直观的选择。但你是不是也遇到过这样的场景：一个条件判断嵌套得太深，读起来像一团乱麻？或者一个 `switchcase` 语句，随着枚举或整数值的增多，变得异常冗长，维护起来也让人头疼？别担心，C 提供了不少更优雅、更具表现力的方式来“绕过”传统的ifelse和switchcase，让你的代码更加简洁、清晰，也更易于理解和维护。

我们来聊聊几种颇受欢迎的替代方案：

1. 表达式匹配 (Pattern Matching)

这绝对是近年来C为数不多的“大招”之一，它极大地增强了我们处理类型和值的能力。表达式匹配不仅仅是简单的值对比，它能让你根据对象的形状、类型，甚至是属性的值来执行不同的逻辑。

想象一下，你有一个 `Shape` 基类，然后有 `Circle`、`Rectangle` 等派生类，每个类都有不同的属性（比如 `Radius` 或 `Width`, `Height`）。传统的做法可能是这样：

```csharp
if (shape is Circle circle)
{
// 处理圆的逻辑，可以使用 circle.Radius
}
else if (shape is Rectangle rectangle)
{
// 处理矩形的逻辑，可以使用 rectangle.Width, rectangle.Height
}
// ... 更多形状
```

这已经比纯粹的 `if (shape.GetType() == typeof(Circle))` 要好很多，因为它直接进行了类型转换（`is` 配合模式），避免了额外的 `as` 和 `null` 检查。

但 `switch` 语句配合表达式匹配，能让你在这方面做得更出色，尤其是在处理多态性和特定属性值时：

```csharp
// 假设 Shape 有个 Area 属性，但我们想根据具体形状的属性计算
string description = shape switch
{
Circle c => $"这是一个半径为 {c.Radius} 的圆，面积是 {c.CalculateArea()}",
Rectangle r when r.Width == r.Height => $"这是一个边长为 {r.Width} 的正方形", // 这里的 when 是一个强大的条件
Rectangle r => $"这是一个宽为 {r.Width}，高为 {r.Height} 的矩形",
Triangle t => $"这是一个底为 {t.Base}，高为 {t.Height} 的三角形",
_ => "这是一个未知的形状" // _ 相当于 default
};
```

为什么这比 `ifelse` 更好？

声明式： 你在描述“如果它是某种类型，就做某事”，而不是一步一步地去检查。
集中管理： 所有针对不同形状的逻辑都集中在一个 `switch` 表达式中，更容易一览全局。
安全性： 编译器会检查你的 `switch` 表达式是否“穷尽”了所有可能的情况（对于没有 `_` 的情况），如果在运行时有新的 `Shape` 类型出现而你没有处理，编译器会给出警告。
可读性： 简洁的语法，尤其是当返回一个值时，非常清晰。

与 `switchcase` 的区别：

`switch` 表达式（C 8.0 引入）和传统的 `switch` 语句（后面会提到）更像。但这里的“表达式匹配”强调的是对 值 和 类型 的解构和条件判断，而不仅仅是简单的等值比较。你可以基于属性的值（如 `r.Width == r.Height`）来分支，这是传统 `switchcase` 无法直接做到的（除非你先手动计算好并赋给一个临时变量）。

2. 传统的 `switch` 语句与枚举/字符串（优化）

虽然我们说要“替代”，但有时对现有结构的优化也是一种“替代”。C 7.0 之后，`switch` 语句本身也得到了显著的增强，尤其是在处理枚举和字符串时。

枚举：

在早期版本的C中，当枚举值很多时，`switch` 语句会非常长。但编译器对 `enum` 的 `switch` 做了优化。如果你为枚举的每个值都提供了 `case`，并且没有 `default`，编译器会假定你的 `switch` 是“穷尽”的。

```csharp
public enum Status
{
Pending,
Processing,
Completed,
Failed
}

// ...

Status currentStatus = GetCurrentStatus();
string message;

switch (currentStatus)
{
case Status.Pending:
message = "操作正在等待执行。";
break;
case Status.Processing:
message = "操作正在进行中，请稍候。";
break;
case Status.Completed:
message = "操作已成功完成。";
break;
case Status.Failed:
message = "操作执行失败，请检查错误日志。";
break;
// 如果这里漏掉了一个 case，并且没有 default，编译时会收到警告。
// 在运行时，如果遇到未处理的枚举值，会抛出异常。
}
```

字符串：

字符串的 `switch` 语句在 C 6.0 之后就已经支持了，这在处理 Web 请求路由、命令解析等场景非常有用。

```csharp
string command = GetUserCommand();
string result;

switch (command)
{
case "start":
result = "Service started.";
break;
case "stop":
result = "Service stopped.";
break;
case "restart":
result = "Service restarted.";
break;
default:
result = $"Unknown command: {command}";
break;
}
```

如何“替代” `ifelse`？

当你的 `ifelse if` 链是基于一个变量的多个离散值进行判断时，`switch` 语句通常是更清晰的选择。例如，如果你有 `if (userRole == "Admin") { ... } else if (userRole == "Editor") { ... } else if (userRole == "Viewer") { ... }`，用 `switch (userRole)` 会更紧凑。

3. 委托 (Delegates) 和字典 (Dictionary)

这是一种更面向对象、更灵活的“查找和执行”模式。当你的条件分支是基于一组离散的值，并且每个分支执行的操作可以被封装成一个函数时，这种方式非常有效。

想象一下，你需要根据用户的权限执行不同的操作。

方案一：使用 `Dictionary`

```csharp
using System;
using System.Collections.Generic;

public class UserManager
{
private Dictionary> _permissionActions;

public UserManager()
{
_permissionActions = new Dictionary>
{
{ "Admin", PerformAdminAction },
{ "Editor", PerformEditorAction },
{ "Viewer", PerformViewerAction }
};
}

public void ProcessUserRequest(string userRole, string requestDetails)
{
if (_permissionActions.TryGetValue(userRole, out Action action))
{
action(requestDetails); // 调用委托
}
else
{
Console.WriteLine($"Permission denied for role: {userRole}");
}
}

private void PerformAdminAction(string details)
{
Console.WriteLine($"Performing admin action with details: {details}");
}

private void PerformEditorAction(string details)
{
Console.WriteLine($"Performing editor action with details: {details}");
}

private void PerformViewerAction(string details)
{
Console.WriteLine($"Performing viewer action with details: {details}");
}
}

// 使用
// var manager = new UserManager();
// manager.ProcessUserRequest("Admin", "Create new record");
// manager.ProcessUserRequest("Viewer", "View report");
```

为什么这比 `ifelse` 更好？

扩展性： 添加新的权限和对应的操作非常容易，只需要向字典中添加一个条目，而不需要修改现有的 `ifelse` 链。
解耦： 操作的逻辑（`PerformAdminAction` 等）与调用的逻辑（`ProcessUserRequest`）是分开的。
数据驱动： 权限和操作的映射关系可以很容易地从配置文件或其他数据源加载，使系统更加灵活。
可维护性： 当有很多分支时，`ifelse` 会变得很长。而字典的查找和委托的调用，使得代码更紧凑。

与 `switchcase` 的区别：

`switch` 语句在处理固定的、编译时就知道的枚举或常量值时表现出色。但当你的“键”（例如用户角色字符串）是动态的，或者你想把处理逻辑外部化（比如从配置加载），字典+委托就更胜一筹。

4. 策略模式 (Strategy Pattern)

策略模式是一种设计模式，它允许你在运行时动态地选择算法或行为。这与上面提到的委托和字典的思路非常相似，但它提供了一个更结构化的框架。

你会定义一个接口（或抽象类），代表一个“策略”，然后为每种具体行为实现该接口。

```csharp
// 1. 定义策略接口
public interface IOperation
{
int Execute(int a, int b);
}

// 2. 实现具体的策略
public class AddOperation : IOperation
{
public int Execute(int a, int b) => a + b;
}

public class SubtractOperation : IOperation { ... }
public class MultiplyOperation : IOperation { ... }

// 3. 上下文类，持有策略并执行
public class CalculatorContext
{
private IOperation _operation;

public void SetOperation(IOperation operation)
{
_operation = operation;
}

public int ExecuteOperation(int a, int b)
{
if (_operation == null)
{
throw new InvalidOperationException("Operation not set.");
}
return _operation.Execute(a, b);
}
}

// 使用
// var calculator = new CalculatorContext();
// calculator.SetOperation(new AddOperation());
// int result = calculator.ExecuteOperation(5, 3); // result is 8
//
// calculator.SetOperation(new MultiplyOperation());
// result = calculator.ExecuteOperation(5, 3); // result is 15
```

为什么这比 `ifelse` 更好？

高内聚，低耦合： 每种算法（操作）都被封装在自己的类中，彼此独立。
可替换性： 你可以在运行时轻松地切换不同的策略，而无需修改上下文代码。
易于扩展： 添加新的操作只需要创建一个新的实现类，对现有代码影响最小。

与 `switchcase` 的区别：

`switchcase` 通常用于根据某个值选择一个预定义的操作。策略模式则更侧重于将行为本身封装起来，并且可以动态地选择和组合这些行为。想象一下，如果你需要根据一个复杂的配置来决定执行哪个计算方法，策略模式会比一个巨大的 `switch` 语句更具可维护性。

5. LINQ (Language Integrated Query)

虽然 LINQ 主要用于数据查询，但在某些情况下，它也可以巧妙地用于条件判断，尤其是当你需要从一系列选项中找到第一个符合条件的，并获取与之关联的值时。

假设你想根据一个输入值找到对应的配置描述。

```csharp
// 假设有一系列配置项，每个都有一个值和描述
var configurations = new[]
{
new { Value = 1, Description = "Low priority" },
new { Value = 2, Description = "Medium priority" },
new { Value = 3, Description = "High priority" },
new { Value = 4, Description = "Critical priority" }
};

int priorityLevel = 3;

// 使用 LINQ FirstOrDefault
var foundConfig = configurations.FirstOrDefault(config => config.Value == priorityLevel);

string message = foundConfig != null
? $"The priority is set to: {foundConfig.Description}"
: "Unknown priority level.";

// 也可以直接获取描述
// string description = configurations.Where(c => c.Value == priorityLevel).Select(c => c.Description).FirstOrDefault();
```

为什么这比 `ifelse` 更好？

声明式： 你声明“我想要找到值等于 X 的配置”，而不是写“如果值等于 1，就用描述 A；如果值等于 2，就用描述 B...”。
简洁： 对于简单的查找，LINQ 提供了非常简洁的语法。
数据驱动： `configurations` 数组可以从外部加载，使得匹配逻辑更加灵活。

与 `switchcase` 的区别：

`switchcase` 适合匹配一个变量的多个离散值，并执行不同的代码块。LINQ 的 `FirstOrDefault` 或 `SingleOrDefault` 更侧重于从一个集合中检索与特定条件匹配的数据，并且通常是返回一个值或对象，而不是执行一个独立的代码块（虽然你可以通过 `Select` 之后再执行）。

总结一下“替代”的思路：

1. 当你的条件是基于对象的类型或结构的细微差别时： 拥抱 表达式匹配 (Pattern Matching)。它让代码更具可读性和安全性。
2. 当你的 `ifelse` 链是基于一个变量的多个离散值进行判断时： 考虑使用 `switch` 语句，尤其是当处理枚举或字符串时，它会更简洁。
3. 当你的条件分支对应的是不同的、可封装的操作，并且需要高度灵活性或可扩展性时： 采用 委托 + 字典 或 策略模式。它们将逻辑与调用分离，使代码更模块化。
4. 当你的目标是从一个集合中查找与某个条件匹配的数据并获取相关信息时： LINQ 是一个非常优雅的选择。

选择哪种方式，最终取决于你所处的具体场景，以及你希望代码达到的清晰度、可维护性和扩展性。关键在于理解每种方法的优缺点，并选择最适合当前问题的工具。这不仅仅是“替代”，更是对代码表达力和健壮性的提升。

网友意见

user avatar

一切性能问题，必须以Profiling的结论为准。

我基本上可以断定你的性能问题不在于if ... else或是switch ... case。


据说的可信度，尤其是性能问题的据说可信度基本接近于零。



如果要把一个解析器写的像shit一样，大量不知所云的if ... else或者switch ... case或许是不可或缺的。但是这并不代表这些东西性能差，只是像shit一样的代码中出现的一些共性罢了。

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