C# 15 引入联合类型 — 正是我们一直在期待的

Emiliano Montesdeoca — Sun, 05 Apr 2026 00:00:00 +0000

本文为自动翻译。查看原文请点击这里。

这就是我一直在等的那个功能。C# 15 引入了 union 关键字 — 真正的可区分联合类型，带有编译器强制的穷举模式匹配。如果你曾经羡慕过 F# 的可区分联合或 Rust 的 enum，你就明白这为什么重要了。

Bill Wagner 在 .NET 博客上发布了深度解析，说实话？设计干净、实用，非常 C#。让我带你看看实际有什么，以及为什么它比乍看之下更重要。

联合类型解决的问题

在 C# 15 之前，从方法返回"多个可能类型之一"总是一种妥协：

object — 没有约束，没有编译器帮助，到处都是防御性类型转换
标记接口 — 好一些，但任何人都可以实现它们。编译器永远无法认为集合是完整的
抽象基类 — 同样的问题，而且类型需要共同的祖先

这些都无法给你真正想要的东西：一个封闭的类型集合，编译器保证你已经处理了每种情况。这就是联合类型的作用。

语法优雅简洁

public record class Cat(string Name);
public record class Dog(string Name);
public record class Bird(string Name);

public union Pet(Cat, Dog, Bird);

一行代码。Pet 可以包含一个 Cat、一个 Dog 或一个 Bird。隐式转换会自动生成：

Pet pet = new Dog("Rex");
Console.WriteLine(pet.Value); // Dog { Name = Rex }

魔法来了 — 编译器强制穷举匹配：

string name = pet switch
{
 Dog d => d.Name,
 Cat c => c.Name,
 Bird b => b.Name,
};

不需要丢弃模式 _。编译器知道这个 switch 覆盖了所有可能的情况。如果你之后向联合添加第四个类型，每个没有处理它的 switch 表达式都会产生警告。缺失的情况在编译时被捕获，而不是在运行时。

真正实用的地方

Pet 的例子很可爱，但这里才是联合类型在真实代码中真正发光的地方。

返回不同形状的 API 响应

public union ApiResult<T>(T, ApiError, ValidationFailure);

现在每个消费者都被强制处理成功、错误和验证失败。再也不会有"忘记检查错误情况"的 bug 了。

单值或集合

OneOrMore<T> 模式展示了联合如何拥有带有辅助方法的主体：

public union OneOrMore<T>(T, IEnumerable<T>)
{
 public IEnumerable<T> AsEnumerable() => Value switch
 {
 T single => [single],
 IEnumerable<T> multiple => multiple,
 null => []
 };
}

调用者传递最方便的形式：

OneOrMore<string> tags = "dotnet";
OneOrMore<string> moreTags = new[] { "csharp", "unions", "preview" };

foreach (var tag in tags.AsEnumerable())
 Console.Write($"[{tag}] ");
// [dotnet]

组合不相关的类型

这是相对于传统继承层次结构的杀手级功能。你可以联合没有任何共同点的类型 — string 和 Exception、int 和 IEnumerable<T>。不需要共同祖先。

为现有库创建自定义联合

这是一个聪明的设计选择：任何带有 [Union] 属性的类或结构体都会被识别为联合类型，只要它遵循基本模式（case 类型的公共构造函数和 Value 属性）。像 OneOf 这样已经提供类似联合功能的库可以选择加入编译器支持，而无需重写其内部实现。

对于使用值类型的性能敏感场景，库可以通过 HasValue 和 TryGetValue 方法实现无装箱的访问模式。

更大的图景

联合类型是 C# 即将到来的更广泛穷举性故事的一部分：

联合类型 — 对封闭类型集合的穷举匹配（现已在预览版中可用）
密封层次结构 — closed 修饰符阻止在定义程序集之外派生类（已提议）
密封枚举 — 阻止创建声明成员之外的值（已提议）

这三个功能结合在一起，将使 C# 拥有所有主流语言中最全面的类型安全模式匹配系统之一。

今天就试试

联合类型在 .NET 11 Preview 2 中可用：

安装 .NET 11 Preview SDK
在项目中目标设为 net11.0
设置 <LangVersion>preview</LangVersion>

一个注意事项：在 Preview 2 中，你需要在项目中声明 UnionAttribute 和 IUnion，因为它们还没有包含在运行时中。从 docs 仓库获取 RuntimePolyfill.cs，或添加以下代码：

namespace System.Runtime.CompilerServices
{
 [AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Struct,
 AllowMultiple = false)]
 public sealed class UnionAttribute : Attribute;

 public interface IUnion
 {
 object? Value { get; }
 }
}

总结

联合类型是那种让你不禁感叹"以前没有它们我们是怎么过来的"的功能。编译器强制的穷举匹配、简洁的语法、泛型支持，以及与现有模式匹配的集成 — 这是我们一直要求的一切，以 C# 的方式实现。

在 .NET 11 Preview 2 中试用它们，尽情折腾，并在 GitHub 上分享你的反馈。这是预览版，C# 团队正在积极倾听。你的边界情况和设计反馈将塑造最终版本。

完整的语言参考请查看联合类型文档和功能规范。

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