说说C# 8.0 新增功能Index和Range的^0是什么？

前言

在《C# 8.0 中使用 Index 和 Range》这篇中有人提出^0是什么意思？处于好奇就去试了，结果抛出异常。查看官方文档说^0索引与 sequence[sequence.Length] 相同,表达式 sequence[^0] 不会引发异常，就像 sequence[sequence.Length] 一样。但是在实际使用[^0]的时候抛出IndexOutOfRangeException的异常，很疑惑究竟是什么原因？

先说一下 C# 8.0 新增的两个新类型和两个新运算符，允许构造System.Index和System.Range对象，并在运行时索引/切片集合。

一、System.Index和System.Range结构

1、Index

表示一种可用于从开头或从结尾索引集合的类型。

public struct Index : IEquatable<Index>

示例代码

string [] myArray = new string[5] { "A", "B", "C", "D", "E" };

string  strArray= myArray[^1]; // strArray = E

代码中使用末尾运算符^和Index类型，myArray[ ^1] 表示从数组的倒数第一个元素，也就是从末尾开始算的第一个元素，所以最终结果是：E。

Hat运算符(^)的索引，指定一个索引与序列末尾相关。

2、Range

表示具有起始索引和结束索引的范围。

public struct Range : IEquatable<Range>

示例代码

string[] myArray = new string[5] { "A", "B", "C", "D", "E" };

string[] strArray = myArray[0..2];         // { A, B }

代码中使用范围运算符(..)和Range类型，myArray[0..2]表示把myArray这个序列，从索引为0的元素一直找到索引为2（但不包括索引2）的元素提取出来组成新的数组，所以最终结果是： {A，B}。

范围运算符(..)，用于指定范围的开始和末尾，就像操作数一样。

Range类型范围运算符包含start不包含end。eg：myArray[0..2]包含索引0不包含索引2

3、Index和Range组合使用

尝试在Range的两端混合使用"从开始"和"从末尾"的Index,看看会发生什么?

var strNum = new string[]

{

              // index from start    index from end

    "A",      // 0                   ^9

    "B",      // 1                   ^8

    "C",      // 2                   ^7

    "D",      // 3                   ^6

    "E",      // 4                   ^5

    "F",      // 5                   ^4

    "G",      // 6                   ^3

    "H",      // 7                   ^2

    "I"       // 8                   ^1

};            // 9 (strNum.Length)   ^0

foreach (var item in strNum[0..^1])

    Console.Write($"{item}");

foreach (var item in strNum[1..^0])

    Console.Write($"{item}");

foreach (var item in strNum[0..^0])

    Console.Write($"{item}");

输出结果：

ABCDEFGH

BCDEFGHI

ABCDEFGHI

0..^1 与 ..^1 相同表示从0索引位置到末尾开始算的第1个元素

1.. 与 1..^0 相同表示从1索引位置到末尾开始算的第0个元素

.. 与 0..^0 相同表示全部从头到尾

二、[^0]会抛异常

1、[^1] 示例代码

int[] myArray = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

int num = myArray[^1];   //num=10

2、[^0]示例代码

int[] myArray = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

int num = myArray[^0]; //抛异常

代码结果如下图所示：

官方文档描述：请考虑数组 sequence。 0 索引与 sequence[0] 相同。 ^0 索引与 sequence[sequence.Length] 相同。表达式 sequence[^0]不会引发异常，就像 sequence[sequence.Length] 一样。对于任何数字 n，索引 ^n 与 sequence[sequence.Length - n] 相同。

通过自己搜索到合理的解释 Index 类型从尾部开始的索引是从1开始的，与序列的长度相关，那么意思就说单独使用末尾运算符时索引只能从1开始。

三、遗留问题

使用末尾运算符时索引只能从1开始，但是Index和Range组合使用时可以从0开始，目前还没有找到具体原因，如果大家有好的解释和方法，欢迎留言沟通和交流。

四、总结

1、Range类型运算符(..)包括Start不包括End

2、Index类型末尾运算符(^)

· 从头开始的索引是从0开始的

· 从尾部开始的索引是从1开始的，与序列的长度相关

3、减少 SubString 的使用，eg：var str="12345"截取后三位,之前写法str.Substring(2,3)，新语法str[^3..]

4、使用^和..这两个语法糖，让代码更加干净，可读，易维护

优秀是一种习惯，欢迎大家关注学习