C#的with表达式如何修改记录类型？怎么使用？-C#.Net教程-PHP中文网

C#的with表达式基于现有对象创建新实例，不改变原始对象，通过成员级浅拷贝实现属性修改，适用于配置对象、DTO、状态管理等场景，需注意浅拷贝共享引用和性能开销问题。

c#的with表达式如何修改记录类型？怎么使用？

C#的

with

登录后复制

表达式提供了一种非常优雅且非破坏性的方式来修改记录类型（

record

登录后复制

）的实例。它不会改变原始对象，而是基于现有实例创建一个全新的实例，同时只修改你指定的那些属性值。这在处理不可变数据时尤其方便，是C# 9引入的一项重要特性，旨在简化记录类型的操作，并更好地支持函数式编程范式。

解决方案

with

登录后复制

表达式的核心思想是“基于现有对象创建一个新的，但有所不同”的对象。当你有一个记录类型的实例，并且想要改变它的一些属性时，你不需要手动复制所有未改变的属性，然后赋给新的实例。

with

登录后复制

表达式为你做了这些繁琐的工作。

基本语法：

var newRecord = existingRecord with { Property1 = newValue1, Property2 = newValue2 };

登录后复制

工作原理：

当你使用

with

登录后复制

表达式时，运行时会执行一个成员级（memberwise）的浅拷贝。这意味着，

existingRecord

登录后复制

的所有字段（包括私有字段）的值都会被复制到

newRecord

登录后复制

中。然后，

with

登录后复制

表达式中指定的属性值会覆盖新副本中对应的字段。

示例：

假设我们有一个

Person

登录后复制

记录类型：

public record Person(string FirstName, string LastName, int Age);

// 创建一个原始的Person实例
var originalPerson = new Person("张", "三", 30);
Console.WriteLine($"Original: {originalPerson}"); // Output: Original: Person { FirstName = 张, LastName = 三, Age = 30 }

// 使用with表达式修改LastName和Age
var updatedPerson = originalPerson with { LastName = "四", Age = 31 };
Console.WriteLine($"Updated: {updatedPerson}"); // Output: Updated: Person { FirstName = 张, LastName = 四, Age = 31 }

// 验证原始对象未被修改
Console.WriteLine($"Original (after update attempt): {originalPerson}"); // Output: Original (after update attempt): Person { FirstName = 张, LastName = 三, Age = 30 }

// 甚至可以只修改一个属性
var personWithNewAge = originalPerson with { Age = 32 };
Console.WriteLine($"New Age: {personWithNewAge}"); // Output: New Age: Person { FirstName = 张, LastName = 三, Age = 32 }

登录后复制

这个例子清晰地展示了

with

登录后复制

表达式的非破坏性特性，

originalPerson

登录后复制

实例在操作后依然保持不变，这对于确保数据完整性和并发安全至关重要。

为什么C#引入了with表达式？它的核心优势是什么？

在我看来，C#引入

with

登录后复制

表达式，不仅仅是为了给记录类型提供一个语法糖，它更深层次地反映了现代软件开发中对不可变性（Immutability）和函数式编程风格的日益重视。它的核心优势，我认为可以从几个方面来聊聊。

首先，解决“样板代码”问题。在

record

登录后复制

类型出现之前，如果你想创建一个不可变类，并且需要“修改”它的某个属性，你通常得写一个构造函数，或者一个

WithXxx

登录后复制

方法，里面手动复制所有未改变的属性，然后只改你想改的。这简直是灾难性的样板代码，尤其当属性多起来的时候。

with

登录后复制

表达式彻底解决了这个问题，它让“基于现有创建新对象”变得极其简洁直观。

其次，增强代码的可读性和可维护性。当你看一眼

someObject with { Property = newValue }

登录后复制

，你立刻就能明白意图：我们想要一个新的对象，除了这个属性，其他都和旧的一样。这种声明式的语法比一系列的赋值操作要清晰得多。这对于团队协作和长期项目维护来说，价值巨大。

再者，更好地支持不可变数据模型。不可变性是现代软件设计中的一个重要原则，它能有效减少bug，简化并发编程，并让代码更容易推理。

record

登录后复制

类型本身就强调不可变性（虽然可以定义可变属性，但最佳实践是不可变），而

with

登录后复制

表达式正是实现这种“修改”的利器，它强制你创建新对象，而不是原地修改。这让整个数据流更加清晰，也更容易追踪状态变化。

最后，我个人觉得，它也推动了C#向更函数式、更表达力的方向发展。虽然C#仍然是面向对象的语言，但它一直在吸收函数式编程的优秀思想。

with

登录后复制

表达式就是这种融合的一个很好的例子，它让C#在处理数据转换时，有了更强大的表达能力，也让开发者能更自然地编写出“无副作用”的代码。这不仅仅是语法上的便利，更是一种编程范式的演进。

豆绘AI

豆绘AI是国内领先的AI绘图与设计平台，支持照片、设计、绘画的一键生成。

485

查看详情

在实际项目中，with表达式有哪些常见的应用场景？

在实际的项目开发中，

with

登录后复制

表达式的应用场景比我们想象的要广泛，尤其是在那些追求数据不可变性、状态管理清晰的场景下，它简直是利器。

一个非常典型的场景是配置对象（Configuration Objects）。我们经常会有一个配置类，里面包含了各种设置，这些设置在应用启动后通常不应该被随意修改。但有时，你可能需要基于一个基础配置，派生出一个略有不同的配置，比如为某个特定模块提供一个微调后的配置。这时，

with

登录后复制

表达式就派上用场了：

public record AppConfig(string ConnectionString, int TimeoutSeconds, bool EnableCaching);

var baseConfig = new AppConfig("server=db;", 30, true);
// 为特定服务创建一个超时时间更长的配置
var serviceConfig = baseConfig with { TimeoutSeconds = 60 };

登录后复制

另一个很棒的场景是数据传输对象（DTOs）或领域模型（Domain Models）。在很多业务逻辑中，我们从数据库读取一个实体，然后需要对它进行一些处理，但又不想直接修改原始的数据库实体，或者说，希望在提交到数据库之前，能有一个“草稿”状态。

with

登录后复制

表达式允许你创建这些“修改后的草稿”，而原始对象保持不变，这在事件溯源（Event Sourcing）或CQRS（Command Query Responsibility Segregation）架构中尤其有用。

在状态管理方面，特别是对于前端框架（如Blazor）或一些采用不可变状态模式的后端服务，

with

登录后复制

表达式也大放异彩。想象一下一个UI组件的状态，它可能是一个记录类型。当用户与UI交互时，你需要更新状态，但又想保持历史状态的不可变性，以便于回溯、撤销操作或调试。

public record TodoItem(Guid Id, string Description, bool IsCompleted);
public record TodoListState(ImmutableList<TodoItem> Items, string Filter);

var initialState = new TodoListState(ImmutableList<TodoItem>.Empty, "All");

// 添加一个Todo项
var newStateAfterAdd = initialState with
{
    Items = initialState.Items.Add(new TodoItem(Guid.NewGuid(), "Learn C# records", false))
};

// 完成一个Todo项
var itemToComplete = newStateAfterAdd.Items.First();
var updatedItem = itemToComplete with { IsCompleted = true };
var newStateAfterComplete = newStateAfterAdd with
{
    Items = newStateAfterAdd.Items.Replace(itemToComplete, updatedItem)
};

登录后复制

这里，

with

登录后复制

表达式让状态的更新变得非常清晰和安全，每次更新都产生一个新的状态实例，而不是原地修改。这对于构建可预测和可测试的系统非常有帮助。

使用with表达式时，有哪些潜在的陷阱或需要注意的地方？

尽管

with

登录后复制

表达式非常方便，但它并非没有需要注意的地方。在我看来，最核心的“陷阱”或者说需要理解的，就是它执行的是浅拷贝（Shallow Copy）。

这意味着什么呢？如果你的

record

登录后复制

类型中包含的是值类型（如

int

登录后复制

string

登录后复制

等），那么

with

登录后复制

表达式会复制这些值。但如果你的

record

登录后复制

中包含的是引用类型（如另一个

record

登录后复制

实例、一个

List<T>

登录后复制

、一个自定义类实例等），那么

with

登录后复制

表达式只会复制这些引用本身，而不会去复制引用指向的对象。换句话说，新旧两个

record

登录后复制

实例会共享同一个被引用的对象。

浅拷贝示例：

public record Address(string Street, string City);
public record Customer(string Name, Address HomeAddress);

var originalAddress = new Address("123 Main St", "Anytown");
var originalCustomer = new Customer("Alice", originalAddress);

// 使用with表达式修改Customer的Name
var updatedCustomer = originalCustomer with { Name = "Bob" };

Console.WriteLine($"Original Customer Address: {originalCustomer.HomeAddress}"); // Output: Original Customer Address: Address { Street = 123 Main St, City = Anytown }
Console.WriteLine($"Updated Customer Address: {updatedCustomer.HomeAddress}");   // Output: Updated Customer Address: Address { Street = 123 Main St, City = Anytown }

// 此时 originalCustomer.HomeAddress 和 updatedCustomer.HomeAddress 引用的是同一个 Address 对象
Console.WriteLine($"Are addresses the same instance? {ReferenceEquals(originalCustomer.HomeAddress, updatedCustomer.HomeAddress)}"); // Output: Are addresses the same instance? True

// 如果我们修改了 originalAddress 对象（假设Address是可变的，或者通过其他方式修改了其内部状态）
// 那么 updatedCustomer.HomeAddress 也会受到影响，因为它们指向同一个对象。
// 当然，record通常是不可变的，这里只是为了说明浅拷贝的原理。
// 如果 Address 也是一个 record，我们修改它也需要用 with，并替换整个引用。

登录后复制

为了避免浅拷贝带来的问题，当你的

record

登录后复制

包含引用类型的属性，并且你也想“修改”这个嵌套的引用类型时，你需要做的是：首先使用

with

登录后复制

表达式创建嵌套引用类型的新实例，然后用这个新实例来更新外部

record

登录后复制

。这通常被称为深拷贝（Deep Copy）的逻辑，只不过在

record

登录后复制

和

with

登录后复制

的语境下，它依然是非破坏性的。

// 正确的深层修改方式
var newAddress = originalCustomer.HomeAddress with { Street = "456 New St" };
var customerWithNewAddress = originalCustomer with { HomeAddress = newAddress };

Console.WriteLine($"Original Customer Address: {originalCustomer.HomeAddress}"); // Output: Original Customer Address: Address { Street = 123 Main St, City = Anytown }
Console.WriteLine($"Customer with New Address: {customerWithNewAddress.HomeAddress}"); // Output: Customer with New Address: Address { Street = 456 New St, City = Anytown }
Console.WriteLine($"Are addresses the same instance now? {ReferenceEquals(originalCustomer.HomeAddress, customerWithNewAddress.HomeAddress)}"); // Output: Are addresses the same instance now? False

登录后复制

除了浅拷贝，另一个需要考虑的是性能开销。每次使用