记录类型
记录类型（Record）是在 C# 9.0 中引入的一种特殊引用类型，主要用于表示不可变的数据模型。与传统类（Class）不同，记录类型默认实现了基于值的相等性，即两个记录实例只要属性值相同，就会被认为相等，而不是依赖引用地址。这一特性在数据建模、算法处理以及系统架构中非常重要，特别是在需要比较、去重或作为键值存储的场景下。
在 C# 开发中，记录类型常用于数据传输对象（DTO）、领域驱动设计（DDD）的值对象、命令或事件模型等，它简化了数据结构的定义和操作。通过语法糖，开发者无需手动编写 Equals 和 GetHashCode 等方法，从而减少冗余代码和潜在错误。记录类型还支持解构（Deconstruction）和 with 表达式，实现非破坏性修改，进一步增强了其在函数式编程和不可变数据处理中的作用。
在本教程中，读者将学习如何声明和使用记录类型，理解其与类和结构体的区别，掌握其在实际项目中的应用模式，并学习如何将其融入软件架构中以提升代码的可维护性和安全性。
基础示例
textusing System;
namespace RecordsDemo
{
// 定义一个简单的记录类型
public record Person(string FirstName, string LastName);
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 创建两个具有相同属性值的记录对象
Person p1 = new Person("张三", "李");
Person p2 = new Person("张三", "李");
// 演示基于值的相等性
Console.WriteLine($"p1 和 p2 是否相等？ {p1 == p2}");
// 使用 with 表达式进行非破坏性修改
Person p3 = p1 with { LastName = "王" };
Console.WriteLine($"修改后的对象: {p3.FirstName} {p3.LastName}");
// 解构记录类型
var (first, last) = p1;
Console.WriteLine($"解构后的值: {first}, {last}");
}
}
}在上述示例中，我们定义了一个 Person 记录类型，它包含 FirstName 和 LastName 两个属性。与类不同，记录类型会自动生成 Equals、GetHashCode 和 ToString 方法，使得对象比较和输出更加简洁。
首先，当我们创建两个具有相同值的记录对象 p1 和 p2 时，使用 == 运算符比较结果为 true。这是记录类型的核心特性之一：基于值的相等性。对于普通类，如果没有重写 Equals 方法，相同属性的两个对象也会被认为是不同的引用。
其次，通过 with 表达式，我们从 p1 创建了一个新对象 p3，并仅修改了 LastName 属性。这种非破坏性修改保证了原始对象的不变性，非常适合在并发环境和函数式编程中使用，因为它避免了共享状态导致的潜在错误。
最后，解构功能允许我们将记录对象的属性快速拆解成局部变量，方便在算法和数据处理逻辑中使用。这种语法与 C# 的模式匹配和 LINQ 查询结合时非常高效。
综上所述，该示例展示了记录类型在语法简洁性、不可变性和数据比较方面的优势，为构建健壮和可维护的系统提供了有力支持。
实用示例
textusing System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
namespace RecordsAdvancedDemo
{
// 产品记录
public record Product(int Id, string Name, decimal Price);
// 订单明细记录
public record OrderLine(Product Product, int Quantity)
{
public decimal Total => Product.Price * Quantity;
}
// 订单记录
public record Order(int OrderId, List<OrderLine> Lines)
{
public decimal OrderTotal => Lines.Sum(l => l.Total);
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Product apple = new Product(1, "苹果", 3.5m);
Product banana = new Product(2, "香蕉", 2.2m);
OrderLine line1 = new OrderLine(apple, 10);
OrderLine line2 = new OrderLine(banana, 5);
Order order = new Order(1001, new List<OrderLine> { line1, line2 });
Console.WriteLine($"订单 {order.OrderId} 总金额: {order.OrderTotal:C}");
// 使用 with 表达式应用折扣
Product discountedBanana = banana with { Price = 1.8m };
OrderLine line3 = new OrderLine(discountedBanana, 10);
Order updatedOrder = order with { Lines = new List<OrderLine> { line1, line3 } };
Console.WriteLine($"更新后的订单 {updatedOrder.OrderId} 总金额: {updatedOrder.OrderTotal:C}");
}
}
}在使用记录类型时，C# 开发者需要注意以下最佳实践与常见陷阱：
首先，记录类型的最佳实践包括保持属性的不可变性，利用 with 表达式进行安全的数据修改，以及在需要进行值相等比较时优先使用记录类型而非类。在设计数据传输对象（DTO）或值对象时，应使用记录类型来避免手动编写重复的 Equals 和 GetHashCode。
常见陷阱包括错误地引入可变属性，破坏了记录类型的不可变性原则。在高频修改场景下，过度使用 with 表达式会导致过多的对象复制，从而降低性能。此外，开发者可能会误解相等性的语义，以为记录类型和类一样基于引用比较，这会引发逻辑错误。
在调试时，可以通过检查记录自动生成的 ToString 输出快速定位问题。性能优化方面，应避免在大规模数据集合中频繁复制记录，必要时考虑使用结构化记录（struct record）来减少堆分配。
在安全性上，如果记录类型用作序列化对象或 API 输入参数，需进行严格验证以防止恶意数据注入。合理使用记录类型不仅能提升代码的健壮性，还能在系统架构层面确保数据建模的清晰和可维护性。
📊 参考表
| C# Element/Concept | Description | Usage Example |
|---|---|---|
| 记录声明 | 定义具有基于值相等性的引用类型 | public record Person(string FirstName, string LastName); |
| with 表达式 | 创建修改后的副本而不改变原始对象 | Person p2 = p1 with { LastName = "王" }; |
| 解构 | 将属性解构为局部变量 | var (first, last) = p1; |
| 值相等比较 | 通过属性值而非引用比较对象 | Console.WriteLine(p1 == p2); |
| 记录继承 | 支持基于继承的记录扩展 | public record Employee(string Name, string Role) : Person(Name, ""); |
总结来说，记录类型在 C# 中提供了一种简洁且功能强大的方式来建模不可变的值对象。它通过自动实现值相等、解构、with 表达式等特性，大幅减少了样板代码并提升了开发效率。对于需要频繁比较或传输的数据结构，记录类型能够有效避免手动维护相等逻辑和哈希函数的负担。
记录类型不仅在小型程序中提升开发效率，更在复杂系统架构中增强了可维护性和安全性。例如，在微服务架构中，它可用作 API 的输入输出对象，在事件驱动系统中作为事件载体，从而保持数据的一致性与清晰性。
下一步学习内容可以包括结构化记录（struct record）、记录继承模式，以及在 ASP.NET Core 应用中将记录类型作为数据传输对象的应用。此外，开发者还应研究与 LINQ、序列化、并发编程结合的使用方法，以进一步发挥记录类型的潜力。
推荐资源包括微软官方文档、领域驱动设计的相关资料，以及函数式编程与不可变数据建模的高级教程。通过深入掌握记录类型，开发者能够在 C# 项目中实现更健壮、可维护和高性能的系统。
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