Паттерны списков

Паттерны списков (list pattern) позволяют сопоставлять выражения со списками и массивами. Данный паттерн пока доступен в Preview-версии C# 11.

Полное совпадение с массивом/списком:

Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2, 3, 4, 5 })); // 1
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2})); // 3
Console.WriteLine(GetNumber(new int[] {})); // 4
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2, 5 })); // 5

int GetNumber(int[] values)=> values switch
{
[1, 2, 3, 4, 5] => 1,
[1, 2, 3] => 2,
[1, 2] => 3,
[] => 4,
_ => 5
};
Аналогично вместо массивов можно применять списки:

List<int> numbers = new List<int>{1, 2, 3};

Console.WriteLine(GetNumber(numbers)); // 2

int GetNumber(List<int> values) => values switch
{
[1, 2, 3, 4, 5] => 1,
[1, 2, 3] => 2,
[1, 2] => 3,
[] => 4,
_ => 5
};
Аналогичным образом паттерны списков можно использовать в конструкции if:

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
if(numbers is [1, 2, 3, 4, 5])
{
Console.WriteLine("[1, 2, 3, 4, 5]");
}
Подстановка _
С помощью паттерна _ можно обозначить одиночный элемент, который имеет любое значение. Например, паттерн [2, _, 5] соответствует любому массиву из трех элементов, в котором между 2 и 5 располагается произвольное значение. А массив [_, _] соответствует любому массиву из двух произвольных элементов

Несколько примеров:

Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 2, 3, 5})); // 1
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 2, 4, 6 })); // 2
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2, 5 })); // 3
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2, 3})); // 4
Console.WriteLine(GetNumber(new int[] { })); // 5

int GetNumber(int[] values) => values switch
{
[2, _, 5] => 1,
[2, _, _] => 2,
[_, _, 5] => 3,
[_, _, _] => 4,
_ => 5
};
slice-паттерн
Для передачи произвольного количества элементов массива/списка применяется slice-паттерн ... Например, паттерн [1, 2, .., 5] соответствует массиву, в который начинается на 1, за которым идет 2. А последний элемент в массиве - 5. При этом между 2 и 5 может располагаться произвольное количество произвольных целых чисел. То есть паттерн [1, 2, .., 5] будет соответствовать таким массивам как

int[] arr1 = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int[] arr2 = { 1, 2, 5 };
int[] arr3 = { 1, 2, 66, 77, 88, 5 };
С помощью паттерна .. можно задавать произвольное количество элементов как в начале, так и в конце массива/списка. Например, паттерн [2,..] представляет массив, который начинается на 2. А паттерн [.., 5] представляет массив, который заканчивается элементом 5. Паттерн [..] представляет массив, который содержит произвольное количество элементов. Например:

Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 2, 5 })); // 1
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 2, 3, 4, 5 })); // 1

Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 2})); // 2
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 2, 3, 4})); // 2

Console.WriteLine(GetNumber(new[] {3, 4, 5})); // 3
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 5 })); // 3

Console.WriteLine(GetNumber(new int[] { })); // 4
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1 })); // 4
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2, 3 })); // 4

int GetNumber(int[] values)=> values switch
{
[2, .., 5] => 1, // если первый элемент - 2, а последний - 5
[2,..] => 2, // если первый элемент - 2
[.., 5] => 3, // если последний элемент - 5
[..] => 4 // произвольное количество элементов
};
slice-паттерн можно сочетать с символов подстановки _, например:

int GetNumber(int[] values) => values switch
{
[_, .., _] => 1,
[..] => 2
};
В данном случае паттерн [_, .., _] предполагает массив, который состоит как минимум из двух произвольных элементов, и между первым и последним элементром может находиться произвольное количество других элементов:

Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2, 3, 4})); // 1
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2, 3})); // 1
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1, 2})); // 1
Console.WriteLine(GetNumber(new[] { 1 })); // 2
Console.WriteLine(GetNumber(new int[] { })); // 2

int GetNumber(int[] values) => values switch
{
[_, .., _] => 1,
[..] => 2
};
Получение элементов в переменные
Отдельные значения массива/списка можно получить в переменные, например:

int[] numbers = { 2, 3, 5 };
if(numbers is [var first, var second, .., var last])
{
Console.WriteLine($"first: {first}, second: {second} last: {last}");
}
В данном случае получаем первый элемент массива в переменную first, второй элемент - в переменную second, а последний элемент - в переменную last.

Пример с различными массивами:

Console.WriteLine(GetData(new[] { 1, 2, 3 })); // First: 1 Second: 2 Last: 3
Console.WriteLine(GetData(new[] { 2, 4, 6, 8 })); // First: 2 Second: 4 Last: 8
Console.WriteLine(GetData(new[] { 1, 2 })); // Array has less than 3 elements

string GetData(int[] values) => values switch
{
[var first, var second, .., var last] => $"First: {first} Second: {second} Last: {last}",
[..] => "Array has less than 3 elements"
};
В данном случае получаем первый элемент массива в переменную first, второй элемент - в переменную second, а последний элемент - в переменную last.

При этом значения, которые проектируются на паттерн .., также можно получить в переменную. Например, в паттерне [2, .. var middle, 5] элементы, которые проектируются на .., можно передаются в переменную middle. Несколько примеров:

Console.WriteLine(GetSlice(new[] { 2, 3, 4, 5})); // Middle: 3, 4
Console.WriteLine(GetSlice(new[] { 2, 4, 6, 8 })); // End: 4, 6, 8
Console.WriteLine(GetSlice(new[] { 1, 2, 3, 5 })); // Start: 1, 2, 3
Console.WriteLine(GetSlice(new[] { 1, 2, 3, 4 })); // All: 1, 2, 3, 4
Console.WriteLine(GetSlice(new int[] { })); // All:

string GetSlice(int[] values) => values switch
{
[2, .. var middle, 5] => $"Middle: {string.Join(", ", middle)}",
[2, .. var end] => $"End: {string.Join(", ", end)}",
[.. var start, 5] => $"Start: {string.Join(", ", start)}",
[.. var all] => $"All: {string.Join(", ", all)}"
};
Свойства коллекций
Стоит отметить, что, поскольку массивы и списки - обычные классы C#, которые имеют свойства, то для них мы также можем применять паттерн свойств. Объединение паттерна свойств и паттерна списков позволяет упростить решение некоторых задач. Например, у нас есть задача: если массив имеет три элемента, то разложить его на три переменных:

int[] numbers = { 2, 3, 5 };
if(numbers is { Length:3} and [var first, var second, var third])
{
Console.WriteLine($"first: {first}, second: {second} third: {third}");
}