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C# 试题 14：模式匹配

C# 选择题·20 道选择题#C##.NET 10#C# 14#刷题#选择题#模式匹配#易错点

0261 以下代码输出什么？

难度： 实战

object o = null;

Console.WriteLine(o is string s);
  • A. 输出 False，声明模式对 null 返回 false，不抛异常
  • B. 输出 True
  • C. 抛 NullReferenceException
  • D. 编译失败
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正确答案A

解析： is string s 同时做类型测试与安全绑定；null 不匹配任何类型模式，直接 false，也不会触发 NRE。

关键点： is 类型测试对 null 是“安全失败”。

0262 以下代码能否编译？

难度： 实战

object o = "abc";

if (o is string s)
{
    Console.WriteLine(s.Length);
}

Console.WriteLine(s.Length);
  • A. 编译通过，输出 3 和 3
  • B. 编译通过，输出 3 和 0
  • C. 编译失败，s 只在模式确定匹配的作用域内可用
  • D. 运行抛 NullReferenceException
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正确答案C

解析： 模式变量 s 的可用域是“编译器能证明已匹配”的范围（if 真分支）；if 之外不可见，属编译错误。

关键点： 模式变量的作用域由“匹配证明”决定。

0263 以下代码输出什么？

难度： 进阶

record Point(int X, int Y);

Point? p = null;

Console.WriteLine(p is { X: 0 });
  • A. 抛 NullReferenceException
  • B. 输出 False，属性模式对 null 直接失败，不会解引用
  • C. 输出 True
  • D. 编译失败
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正确答案B

解析： { X: 0 } 先判空；p 为 null 时模式整体失败，不会访问 X。这是属性模式与手写解引用的关键区别。

关键点： 属性模式自带 null 短路。

0264 以下代码输出什么？

难度： 进阶

record Point(int X, int Y);

var p = new Point(1, 2);

Console.WriteLine(p is { X: 1 or 2, Y: > 0 });
  • A. 编译失败，属性模式里不能嵌套 or
  • B. 输出 False
  • C. 编译失败，关系模式只能用于数值 switch
  • D. 输出 True，属性值可用 or、关系模式等任意子模式
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正确答案D

解析： 属性模式的值部分可以是任意模式：X: 1 or 2 命中 X = 1，Y: > 0 命中 Y = 2，整体为 true。

关键点： 属性模式 = 属性的子模式组合，表达能力等同独立模式。

0265 以下代码输出什么？

难度： 实战

string s = "abc";

Console.WriteLine(s is { Length: 3 });
  • A. 输出 True，属性模式可以直接匹配 string.Length
  • B. 输出 False
  • C. 编译失败，属性模式不能用于 string
  • D. 抛 NullReferenceException
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正确答案A

解析： { Length: 3 } 通过属性访问器读取 Length（3）并做常量比较。属性模式适用于任何可读属性。

关键点： 属性模式不限自定义类型，内置类型的属性同样适用。

0266 以下代码输出什么？

难度： 实战

int[] arr = { 1, 2, 3 };

Console.WriteLine(arr is [1, .., 3]);
Console.WriteLine(arr is [1, 2]);
  • A. True 和 True
  • B. True 和 False，[1, .., 3] 允许中间任意元素，[1, 2] 要求恰好两个元素
  • C. False 和 False
  • D. 编译失败，数组不能用列表模式
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正确答案B

解析： 列表模式按元素逐一匹配；.. 表示“零或多个”，[1, 2] 是精确长度匹配（长度为 3 的数组不命中）。

关键点： 列表模式是“长度 + 逐元素”的组合匹配。

0267 以下代码输出什么？

难度： 进阶

int[] a = Array.Empty<int>();

Console.WriteLine(a is [..]);
Console.WriteLine(a is [_, ..]);
  • A. False 和 False
  • B. False 和 True
  • C. True 和 False，[..] 匹配任意长度（含空），[_, ..] 要求至少一个元素
  • D. True 和 True
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正确答案C

解析： [..] 对空数组也成立；[_, ..] 明确要求第一个位置有元素，空数组不命中。

关键点： .. 是“可零个”，_ 是“必须一个”。

0268 以下代码输出什么？

难度： 实战

string s = "hello";

Console.WriteLine(s is ['h', ..]);
Console.WriteLine(s is [.., 'o']);
  • A. False 和 False
  • B. True 和 False
  • C. False 和 True
  • D. True 和 True，字符串可参与列表模式，元素按 char 匹配
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正确答案D

解析： 字符串被当作 char 序列支持列表模式：['h', ..] 检查首字符，[.., 'o'] 检查尾字符。

关键点： 列表模式的输入不限于数组，字符串同样适用。

0269 以下代码输出什么？

难度： 进阶

double x = double.NaN;

Console.WriteLine(x is < 0);
Console.WriteLine(x is >= 0);
Console.WriteLine(x is not < 0);
  • A. False False True，NaN 与任何数值的关系比较都为假，not 取反后为真
  • B. True False False
  • C. False True True
  • D. 编译失败，关系模式不支持 NaN
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正确答案A

解析： IEEE 754 下 NaN 对所有比较都返回 false；关系模式忠实于此，于是 is not < 0 为 true——这常与直觉冲突。

关键点： NaN 是关系模式里的“三不沾”，注意 not 的翻转。

0270 以下代码输出什么？

难度： 进阶

int x = 1;

Console.WriteLine(x is not 0 or 1);
  • A. 输出 False，等价于“不是 0 也不是 1”
  • B. 输出 True，优先级为 not > and > or，实际等价于 (not 0) or 1，1 使整体为真
  • C. 编译失败，模式里不能混用 not 与 or
  • D. 输出 False，not 只作用于 0
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正确答案B

解析： x is not 0 or 1 解析为 x is (not 0) or 1；x = 1 时 (not 0) 已为真。若想表达“既不是 0 也不是 1”，应写 x is not 0 and not 1 或 x is not (0 or 1)。

关键点： 模式逻辑运算符的优先级与直觉相反，加括号最安全。

0271 以下代码能否编译？

难度： 进阶

int x = 1;

string r = x switch
{
    int i => "int",
    1 => "one",
    _ => "other"
};

Console.WriteLine(r);
  • A. 编译通过，输出 int
  • B. 编译通过，输出 one
  • C. 编译失败，int i 已覆盖所有 int，1 分支不可达
  • D. 编译通过，输出 other
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正确答案C

解析： switch 表达式按声明顺序测试；int i 匹配任意 int，后续 1 永远不会命中，编译器报不可达错误。宽泛模式要放后面。

关键点： switch 是顺序求值，前宽后窄会直接编译失败。

0272 以下代码输出什么？

难度： 实战

enum Color { Red, Green, Blue }

static string Name(Color c) => c switch
{
    Color.Red => "R",
    Color.Green => "G",
    Color.Blue => "B"
};

Console.WriteLine(Name(Color.Red));
  • A. 编译失败，switch 表达式必须有 _ 兜底
  • B. 编译失败，枚举不能用于 switch 表达式
  • C. 运行抛 SwitchExpressionException
  • D. 输出 R，覆盖全部枚举成员即穷尽，无需 _ 兜底
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正确答案D

解析： 编译器对枚举/布尔做穷尽性分析：所有成员都有分支即可编译，无需 _。新增枚举成员后未补分支才会报错。

关键点： 枚举 switch 的穷尽性是“成员级”的静态保证。

0273 以下代码输出什么？

难度： 进阶

record Point(int X, int Y);

object o = new Point(1, 2);

Console.WriteLine(o is Point(1, 2));
Console.WriteLine(o is Point(1, _));
  • A. True 和 True，位置模式通过 Deconstruct 逐位置匹配
  • B. False 和 False
  • C. True 和 False
  • D. 编译失败，record 不支持位置模式
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正确答案A

解析： record 自动生成 Deconstruct，位置模式据此逐参数匹配；_ 表示“任意值”。两个都命中。

关键点： 位置模式 = 解构 + 模式，二者都基于 Deconstruct。

0274 以下代码输出什么？

难度： 进阶

int[]? a = null;

Console.WriteLine(a is [..]);
  • A. 抛 NullReferenceException
  • B. 输出 False，列表模式对 null 直接失败
  • C. 输出 True
  • D. 编译失败，可空数组不能用列表模式
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正确答案B

解析： 与属性模式一样，列表模式对 null 输入短路失败，不做长度/元素访问，也不会抛异常。

关键点： 列表模式自带 null 安全，先判空后匹配。

0275 以下代码输出什么？

难度： 进阶

object? o = null;

Console.WriteLine(o is var v);
  • A. 输出 False
  • B. 抛 NullReferenceException
  • C. 输出 True，var 模式无条件匹配，包括 null
  • D. 编译失败，var 模式不能用于可空对象
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正确答案C

解析： is var v 不做任何测试，直接绑定并恒为 true——与类型/声明模式不同，var 不排斥 null。需要“非空才匹配”应使用 is { } 或 is not null。

关键点： is var 的“恒真”属性是常见的 null 陷阱。

0276 以下代码输出什么？

难度： 实战

int? x = 5;

Console.WriteLine(x is int i);
Console.WriteLine(x is null);
  • A. False 和 False
  • B. True 和 True
  • C. False 和 True
  • D. True 和 False，int? 有值时命中 int i，is null 为假
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正确答案D

解析： int? 的模式匹配先解包：有值时 x is int i 为真并绑定 i；x is null 只在无值时成立。两种模式互补。

关键点： 可空值类型在模式中先被“拆箱判空”。

0277 关于 switch 的模式顺序与 when guard，哪项正确？

难度： 进阶

  • A. 分支按声明顺序求值，guard 为假时继续测试后续分支；先出现的宽泛模式会遮蔽后续模式并可能触发不可达错误
  • B. 运行时按最具体类型自动重排分支
  • C. guard 为假会抛异常终止匹配
  • D. 分支求值顺序由编译器随机决定
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正确答案A

解析： switch 表达式/语句是自上而下的；guard 只是“当前分支不满足则继续”。编译器还做可达性分析，被完全遮蔽的分支直接报错。

关键点： 写 switch 时把最具体的模式放最前。

0278 以下代码能否编译？

难度： 进阶

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

Console.WriteLine(e is [1, 2, 3]);
  • A. 编译通过，输出 True
  • B. 编译失败，列表模式要求类型具备 Count/Length 与索引器，IEnumerable<int> 不具备
  • C. 编译通过，输出 False
  • D. 编译通过，会先枚举再比较
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正确答案B

解析： 列表模式是“结构匹配”，要求类型可计数（Count/Length）且可索引；IEnumerable<int> 两者皆无，编译失败。接口层面的“序列”不满足模式约束。

关键点： 列表模式认“可索引集合”，不认枚举器。

0279 关于 is 类型测试与强制转换 (T)x 的区别，哪项正确？

难度： 进阶

  • A. is 失败时抛 InvalidCastException
  • B. 二者语义完全相同
  • C. is 是“测试 + 安全绑定”，失败返回 false、对 null 安全；(T)x 失败抛异常
  • D. is 只能用于引用类型
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正确答案C

解析： 声明模式 x is T t 把“类型测试”与“转换绑定”合并为单一安全操作；显式转换在不兼容时抛异常。选型时按“要不要处理失败”决定。

关键点： is = 测试（安全），强制转换 = 转换（可能抛）。

0280 关于模式匹配的静态分析，哪项正确？

难度： 进阶

  • A. 编译器从不检查 switch 是否穷尽
  • B. 不可达分支只是警告，不影响编译
  • C. switch 表达式必须始终写 _
  • D. 编译器做穷尽性与可达性分析：枚举/布尔等可穷尽类型无需 _，被完全遮蔽的分支是编译错误
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正确答案D

解析： C# 编译器对 switch 表达式做穷尽性（exhaustiveness）与可达性（reachability）双向检查：前者免除不必要的 _，后者把“永远轮不到”的分支变成错误。

关键点： 模式匹配的“静态保证”是语言特性的一部分，不是运行时兜底。

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