switch-вирази і нові патерни

1. Вступ

Ви вже вмієте писати такий код:

switch (color)
{
    case "red":
        Console.WriteLine("Стоп!");
        break;
    case "yellow":
        Console.WriteLine("Чекайте...");
        break;
    case "green":
        Console.WriteLine("Можна йти!");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("А це що за колір?");
        break;
}

Але що, якщо ми хочемо надавати змінній різні значення залежно від вхідного параметра — наприклад, повертати з функції рядок, що ґрунтується на числі? До появи switch-виразів доводилося писати ось такі конструкції:

string meaning;
switch (number)
{
    case 42:
        meaning = "Відповідь на головне питання життя, всесвіту і взагалі всього";
        break;
    case 7:
        meaning = "Щасливе число";
        break;
    default:
        meaning = "Звичайне число";
        break;
}

Не надто елегантно для мови XXI століття, чи не так? Хочеться одразу повернути значення, як це зазвичай буває у функціональних мовах.

Саме тут і зʼявляються switch-вирази — одна з найкрасивіших (і свіжих) можливостей C#, починаючи з версії 8.0.

2. switch-вирази: синтаксис, яким приємно користуватися

Порівняймо: оператор і вираз
Класичний switch — це statement («оператор»), а switch-вираз — expression («вираз»): він обчислює значення, яке можна одразу присвоїти змінній або повернути з методу.

Структура switch-виразу:

var result = value switch
{
    pattern1 => expression1,
    pattern2 => expression2,
    _       => defaultExpression // "_" це "інакше"
};

Наприклад:

int number = 42;
string meaning = number switch
{
    42 => "Відповідь на головне питання життя, всесвіту і взагалі всього",
    7  => "Щасливе число",
    _  => "Звичайне число"
};
Console.WriteLine(meaning); // => Відповідь на головне питання життя, всесвіту і взагалі всього

Усе лаконічно й читабельно: жодного break; і жодних громіздких конструкцій.

Зверніть увагу: підкреслення _ — це «усі інші випадки», аналог default.

3. switch-вирази і патерни: як вони поєднуються

Ось де починається найцікавіше. У switch-виразах можна використовувати не лише звичайні значення, а й патерни: перевірки за діапазоном, типом, властивостями об’єктів, деконструкції (розбиття об’єкта на частини) і навіть combinatorial patterns (and, or, not).

Приклади патернів у switch-виразі

Константні патерни
Це те, що ми вище вже робили: порівняння з 42, 7 і так далі.

Діапазони та порівняння

int age = 17;
string category = age switch
{
    < 18 => "Неповнолітній",
    >= 18 and <= 65 => "Дорослий",
    > 65 => "Літня людина",
    _ => "Невідома вікова категорія"
};
Console.WriteLine(category);

До речі, зверніть увагу: можна поєднувати кілька умов. C# стає дедалі виразнішим.

Типові патерни (Type Patterns)

Припустімо, у нас є об’єкт, який може мати різний тип (наприклад, object value;). Можемо обробити їх так:

object value = 3.14;
string description = value switch
{
    int i => $"Ціле число: {i}",
    double d => $"Дробове число: {d:F2}",
    string s => $"Це рядок: '{s}'",
    null => "null!",
    _ => "Щось інше"
};
Console.WriteLine(description); // => Дробове число: 3.14

Пов’язані патерни (Property Patterns і Positional Patterns)

Починаючи з C# 8, можна перевіряти значення властивостей прямо у switch-виразі.

Приклад з об’єктом

public class User
{
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; }
}

User user = new User { Name = "Анна", Age = 17 };
string welcome = user switch
{
    { Age: < 18 } => $"Вітаємо, {user.Name}! Ви підліток.",
    { Age: >= 18 and <= 65 } => $"Вітаємо, {user.Name}! Доросле життя чудове.",
    { Age: > 65 } => $"Ласкаво просимо, {user.Name}! Вам завжди раді.",
    _ => "Невідомий вік"
};
Console.WriteLine(welcome);

У фігурних дужках { Age: < 18 } — це property pattern: ми перевіряємо не весь об’єкт, а лише його властивість.

4. Нові патерни C# 11-14

C# прагне до лаконічності та гнучкості. Нещодавно в ньому з’явилися combinatorial patterns: and, or, not, а також удосконалено positional patterns. Розгляньмо їх.

Логічні патерни: and, or, not

Ви можете створювати складні умови, як у математичній логіці.

int temperature = 25;
string result = temperature switch
{
    < 0 => "Мороз!",
    >= 0 and < 20 => "Прохолодно",
    >= 20 and < 30 => "Комфортно",
    >= 30 or <= -30 => "Екстрим!",
    _ => "Дивна температура"
};

Щоб виключити певні випадки:

int score = 80;
string grade = score switch
{
    >= 90 => "Відмінно",
    >= 60 and not >= 90 => "Добре",
    _ => "Погано"
};

Деконструкція (Positional Patterns)

Якщо у вас структура або record, який підтримує деконструкцію, C# дозволяє розбивати об’єкт прямо у switch-виразі:

public record Point(int X, int Y);

Point p = new Point(10, 20);
string desc = p switch
{
    (0, 0) => "Початок координат",
    (var x, 0) => $"На осі X, X={x}",
    (0, var y) => $"На осі Y, Y={y}",
    (var x, var y) when x == y => $"На діагоналі: {x}",
    _ => $"У точці ({p.X}, {p.Y})"
};
Console.WriteLine(desc); // => У точці (10, 20)

5. Коли і навіщо використовувати switch-вирази

У сучасному C# switch-вирази — це не просто модна можливість, а дієвий спосіб уникнути зайвого коду, зробити його компактнішим, легшим для тестування й підтримки. Це особливо важливо під час написання парсерів, обробників команд, бізнес-логіки, конфігурування правил — скрізь, де потрібно розгалужувати виконання за складними критеріями: не лише за значеннями, а й за типами, діапазонами, властивостями та їх комбінаціями.

На співбесідах

• Як би ви обробили різні варіанти відповіді від користувача?
• Як зробити так, щоб повернути різне значення функції, яке залежить і від типу, і від значення?
• Як ви легко додаватимете нові правила без купи if-else?

Покажіть switch-вираз із патернами! Це відразу продемонструє ваші знання нових можливостей мови й добрий стиль кодування.

Таблиця: порівняння switch-оператора і switch-виразу

6. Типові помилки й підводні камені

• Початківці часто плутають різницю між switch-оператором («statement») і switch-виразом («expression»). Наприклад, забувають, що у switch-виразі не потрібні break;, а всі гілки обов’язково мають повертати значення.
• Якщо забути гілку _, компілятор підкаже: «А якщо нічого не підійшло?».
• У switch-виразі не можна використовувати goto (і це на краще).
• Якщо дублюється умова (наприклад, два однакових патерни), компілятор це теж не пропустить.
• Уважно ставтеся до типу значення, що повертається з switch-виразу: він має бути сумісний із типом змінної, куди ви це присвоюєте.

1

Опитування

Константи та ключове слово var, рівень 10, лекція 5

Недоступний

Константи та ключове слово var

Константи, структури, enum і switch

Відкрити