C#, agora com “pattern matching” mais poderoso, amplia suporte ao paradigma funcional

Elemar Júnior

C# tem ganho, cada vez mais, “aromas funcionais” em suas últimas versões. O que, de forma geral, é muito bom por permitir a escrita de códigos menores e mais expressivos.

Começando pelas expressões lambda, seguindo com expression bodied members, depois pelo suporte avançado a tuplas e, agora, pela disseminação de pattern matching, práticas e padrões de programação funcional parecem estar “emergindo” em toda a linguagem.

using static System.Console;

static class Program
{
    static void Main()
    {
        var p1 = new Point3F(3, 4, 5);

        float x, y;
        (x, y, _) = p1;

        WriteLine($"Value of X: {x}");
        WriteLine($"Value of Y: {y}");
    }
}

public readonly struct Point3F
{
    public Point3F(float x, float y, float z) =>
        (X, Y, Z) = (x, y, z);

    public float X { get; }
    public float Y { get; }
    public float Z { get; }

    public void Deconstruct(out float x, out float y, out float z) =>
        (x, y, z) = (X, Y, Z);
}

No código acima, por exemplo, saltam aos olhos a possibilidade de declarar o uso de classes estáticas dando a elas a característica de “envólucros” para funções. Também chama a atenção o uso de tuplas, tanto na construção quanto na “desconstrução” de objetos, diminuindo a demanda por tipos específicos. Por fim, pattern matching, contando, inclusive, com o operador de descarte “_” parece estar redefinindo a forma como fazemos atribuições mais complexas.

No C# 8, aliás, o suporte a pattern matching aumentou muito. A novidade são as expressões switch que podem ser utilizadas para fazer mapping de dados com códigos extremamente econômicos.

using static System.Console;

static class Program
{
    static void Main()
    {
        var p1 = new Point2F(3, 4);
        var q = p1.GetQuadrant();
        WriteLine($"Quadrant of {p1} is {q}. {q.GetQuadrantDescription()}");
    }

    static Quadrant GetQuadrant(this Point2F point) => point switch
    {
        (0, 0) => Quadrant.Origin,
        var (x, y) when x > 0 && y > 0 => Quadrant.One,
        var (x, y) when x < 0 && y > 0 => Quadrant.Two,
        var (x, y) when x < 0 && y < 0 => Quadrant.Three,
        var (x, y) when x > 0 && y < 0 => Quadrant.Four,
        var (_, _) => Quadrant.OnBorder
    };

    static string GetQuadrantDescription(this Quadrant quadrant) => quadrant switch
    {
        Quadrant.Origin   => "Values of X and Y are 0.",
        Quadrant.One      => "Values of X and Y are positives.",
        Quadrant.Two      => "X is negative and Y is positive.",
        Quadrant.Three    => "Values of X and Y are negatives.",
        Quadrant.Four     => "X is positive and Y is negative",
        Quadrant.OnBorder => "X or Y is zero, but not both",
        Quadrant.Unknown  => "Who knows?!"
    };
}

public enum Quadrant
{
    Unknown,
    Origin,
    One,
    Two,
    Three,
    Four,
    OnBorder
}

public readonly struct Point2F
{
    public Point2F(float x, float y) =>
        (X, Y) = (x, y);

    public float X { get; }
    public float Y { get; }
    
    public void Deconstruct(out float x, out float y) =>
        (x, y) = (X, Y);

    public override string ToString() => $"({X}; {Y})";
}

Essas expressões, aliás, suportam inclusive a inspeção de valores de propriedades de objetos.

public static float GetTaxRateByCity(this Store store) => store switch
{
    { City: "San Francisco, CA" } => 8.5F,
    { City: "Los Angeles, CA" } => 9.4F,
    { City: "Seattle, WA" } => 10.1F,
    _ => throw new Exception("Unrecognized city")
};

A Microsoft disponibilizou um excelente tutorial com ideias e aplicações avançadas para alguns dos conceitos que exploramos aqui.

Se as linguagens funcionais ainda não estão ganhando a atenção que merecem, parece que fragmentos do paradigma estão, aos poucos, “invadindo” linguagens mainstream como C#. O desafio, acreditamos, é “acostumar os olhos” dos desenvolvedores mais experientes a essa forma nova de “pensar código”.

Em resumo

O fato
C#, a cada nova versão, vem dando mais suporte a conceitos do paradigma funcional. Isso tem permitido a escrita de códigos menores e mais expressivos. A novidade mais recente são as “expressões switch”.
O desafio
Embora extremamente poderoso, o paradigma funcional é “estranho” para a maioria dos programadores e pode demorar algum tempo até que os novos recursos da linguagem “façam sentido” para a maioria da comunidade desenvolvedora.

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Elemar Júnior
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