C# 7 分解式（deconstructor）

C# 7 新增了一種叫做「分解式」（deconstructor）的方法，方法名稱固定為 “Deconstruct”。一旦類別有提供此方法，它就具備了「將物件內的元素逐一分解至多個變數」的能力。

先用一個 Tuple 範例來看看「分解」實際上指的是什麼。

註 1：Deconstructor 很容易被看成是 destructor。前者是 C# 7 新增的分解方法，後者是所謂的「解構子」（解構函式）。, 

註 2：寫這篇筆記時，我沒有多方查證，而是把 deconstructor 擅自譯為「分解式」。歡迎提供更好的譯法。

沿用上一篇文章的範例，這次只是稍微修改先前的 ShowEmpInfo() 函式：

public void ShowEmpInfo()
{
    var emp = ("王大同", 50);     // tuple literal
    var (empName, empAge) = emp; // deconstruction declaration
    Console.WriteLine($"{empName} {empAge}"); // "王大同 50"
}

請看倒數第 3 行，等號的右邊是一個 Tuple 物件。等號的左邊，則使用了所謂的分解式宣告（deconstruction declaration）的語法。這行程式碼的作用是：把一個 Tuple 物件裡面的元素依序指派給等號左邊的括弧中宣告的變數。然後，我們就可以直接使用這些變數（倒數第 2 行）。

現在讓我們來看看，如何讓自己設計的類別提供「分解」能力。

先前提過，分解方法的名稱必須是 “Deconstruct”。此方法的回傳型別必須是 void，而它所分解出來的東西，是透過輸出參數來提供給呼叫端。請看以下範例：

public class Box 
{ 
    public int Width { get; } // 唯讀的自動屬性 
    public int Height { get; } // 唯讀的自動屬性

    // 建構式（constructor）
    public Box(int width, int height)
    {
        Width = width;
        Height = height;
    }

    // 分解式（deconstructor）
    public void Deconstruct(out int width, out int height)
    {
        width = this.Width;
        height = this.Height;
    }

    // 請留意建構式和分解式兩者的相似與相異處；
    // 在設計你的類別時，這兩種函式可能會成對出現。
}

如此一來，類別 Box 就具備了將本身包含的資訊（寬與高）拆解成兩個 int 變數的能力。底下是應用例：

var box = new Box(20, 50); 
var (width, height) = box; // 將 box 物件分解成兩個變數 
Console.WriteLine($"寬={width}, 高={height}");

其中第 2 行完成了件事：宣告兩個 int 變數（width 和 height），然後呼叫 Box 的 Deconstruct 方法來分別設定那兩個變數的初始值。

上例的分解式不一定要寫成一行，你也可以將物件分解至事先宣告的變數，像這樣：

int width; 
int height; 
(width, height) = box; // 將 box 物件分解成兩個變數

此範例的 .NET Fiddle 連結：https://dotnetfiddle.net/VKwB83

分解式可以多載

一個類別可以有多個分解式，像這樣：

public void Deconstruct(out int width, out int height) 
{ 
    (略) 
}

public void Deconstruct( 
    out int left, out int top, out int right, out int bottom) 
{ 
    (略) 
}

既然與一般的方法宣告相同，那我們當然也可以直接呼叫它：

var box = new Box(20, 50);
box.Deconstruct(out int width, out int height);
// 上一行使用了本章稍早介紹過的 `out` 變數的宣告語法。

分解式可以寫成擴充方法

分解式也能寫成擴充方法，而不一定要寫在類別裡面。同樣延續先前的範例，假設我們無法取得 Box 類別的原始碼，我們依然能透過擴充方法來為它提供分解式：

public static class BoxExtensions
{
    public static void Deconstruct(this Box box, out int width, out int height) 
    {
        width = box.Width;
        height = box.Height;
    }
}

如果類別本身已經提供了分解式，你又以擴充方法另外寫了相同 signature 的擴充方法 ，此時編譯器會選擇使用類別本身提供的分解式。

OK，現在我們看得很清楚了：`Deconstruct` 方法與一般的 C# 方法沒有太大差異，只是方法名稱得按規定，不能隨便取。這裡要再特別指出的是，實際上會呼叫哪一個分解式，是在編譯時期就決定的，這表示 dynamic 變數無法使用物件的分解式。因此，底下的寫法無法通過編譯：

dynamic box = new Box(10, 10);
box.Deconstruct(out int width, out int height); // 編譯失敗!

巢狀分解

C# 7 的分解式還支援巢狀分解。為了解釋這個稍稍複雜一點的語法，這裡仍沿用先前的例子，把 Box 類別改寫一下

public class Box
{
    public int Width { get; }
    public int Height { get; }

    public Box(int width, int height)
    {
        Width = width;
        Height = height;
    }

    // 一號分解式
    public void Deconstruct(out int width, out int height)
    {
        width = this.Width;
        height = this.Height;
    }

    // 二號分解式
    public void Deconstruct(out int width, out int height, out Box box)
    {
        width = this.Width;
        height = this.Height;
        box = new Box(width / 2, height / 2); // 內盒是外盒的一半大小
    }
}

現在 Box 類別的分解式有兩個多載版本，而新加入的分解式（註解標示「二號分解式」）允許傳入三個參數，這第三個參數的型別也是 Box（當然也可以是其他型別，這裡用現成的類別只是方便解釋）。

那麼，在應用時，可以這樣寫：

var box = new Box(20, 50); 
var (width, height, (innerWidth, innerHeight)) = box; // 巢狀分解 
Console.WriteLine($"內盒寬高 = {innerWidth} x {innerHeight}");

其中的第 2 行做了兩次分解：

1. 分解 var 宣告的最外層括弧，我們可以用簡短代號，把它看成 (w, h, (x))，可能會比較好理解。也就是說，第一層括弧裡面有三個變數，因此這裡會先呼叫的是帶有三個參數的那個，也就是二號分解式。
2. 承上，(w, h, (x)) 中的 x 還需要進一步拆解成兩個 int 變數，所以接著要再呼叫帶有兩個參數的分解式，即一號分解式。

以上範例的 .NET Fiddle 連結：https://dotnetfiddle.net/qUqCqZ

小結

整理 deconstructor 的一些要點：

• deconstructor 不是 destructor；deconstructor 的函式名稱是 Deconstruct。
• deconstructor 不只能用來分解 Tuple；只要類別有提供合適的 Deconstruct 方法就可以分解。
• deconstructor 可以多載，也可以寫成擴充方法。由於是編譯時期進行方法解析，故 dynamic 變數無法使用 Deconstruct 方法（即無法通過編譯）。
• 可巢狀分解。範例：var (x, (y, z)) = anObject;
• 中文叫做「分解式」好嗎？