C#从7.0版本开始逐步引入模式匹配能力，后续版本又推出了switch表达式，相比传统的switch语句，它的语法更简洁，支持的匹配场景更丰富，能够替代很多复杂的if-else逻辑。新的switch表达式和模式匹配特性已经成为C#开发中提升代码可读性和简洁度的重要工具。
传统switch语句的局限
传统的switch语句只能基于固定的常量值进行匹配，比如整数、字符串、枚举值等，无法处理类型判断、范围判断等复杂场景，而且每个case都需要写break语句，代码冗余度较高。例如下面的传统写法，判断一个对象的类型并做对应处理：
object input = 123;
string result;
switch (input)
{
case int i:
result = $"整数: {i}";
break;
case string s:
result = $"字符串: {s}";
break;
default:
result = "未知类型";
break;
}
上面的代码虽然用到了早期的模式匹配，但依然有break语句，结构不够紧凑。
switch表达式的基础用法
switch表达式是C# 8.0引入的新特性，它把switch从语句变成了表达式，可以直接赋值给变量，不需要写break，语法更加简洁。它的基本结构是输入表达式 switch { 模式 => 返回值, ... }，默认用下划线_表示默认匹配分支。
上面的传统代码用switch表达式改写后如下：
object input = 123;
string result = input switch
{
int i => $"整数: {i}",
string s => $"字符串: {s}",
_ => "未知类型"
};
可以看到代码量明显减少，逻辑也更清晰，每个分支直接返回对应的值，不需要额外定义变量再赋值。
常见模式匹配用法
类型模式
类型模式可以直接匹配输入值的类型，同时把值转换为对应类型的变量，方便后续使用。比如处理不同形状的面积计算：
abstract class Shape { }
class Circle : Shape { public double Radius { get; set; } }
class Rectangle : Shape { public double Width { get; set; } public double Height { get; set; } }
double GetArea(Shape shape) => shape switch
{
Circle c => Math.PI * c.Radius * c.Radius,
Rectangle r => r.Width * r.Height,
_ => throw new ArgumentException("未知形状")
};
关系模式
关系模式支持对数值类型进行大于、小于、大于等于、小于等于的匹配，适合处理范围判断的场景。比如根据分数评级：
string GetGrade(int score) => score switch
{
>= 90 and <= 100 => "优秀",
>= 80 and < 90 => "良好",
>= 60 and < 80 => "及格",
>= 0 and < 60 => "不及格",
_ => "分数无效"
};
逻辑模式
逻辑模式支持用and、or、not组合多个匹配条件，让匹配规则更灵活。比如判断一个数字是否是正偶数：
bool IsPositiveEven(int num) => num switch
{
> 0 and (var n when n % 2 == 0) => true,
_ => false
};
属性模式
属性模式可以匹配对象的属性值，适合处理复杂对象的判断场景。比如判断一个用户是否成年且来自北京：
class User
{
public int Age { get; set; }
public string City { get; set; }
}
bool IsTargetUser(User user) => user switch
{
{ Age: >= 18, City: "北京" } => true,
_ => false
};
switch表达式的注意事项
- switch表达式必须覆盖所有可能的输入情况，否则编译会报错，除非你明确知道输入不会超出范围，也可以用_默认分支兜底。
- switch表达式的每个分支必须是表达式，不能写多条语句，如果需要复杂逻辑，可以把逻辑封装成方法再调用。
- 模式匹配的顺序是从上到下的，前面的匹配到了就不会执行后面的分支，所以更具体的匹配规则要放在前面。
实际应用场景示例
比如处理订单状态的不同操作，用switch表达式可以让逻辑非常清晰：
enum OrderStatus { Pending, Paid, Shipped, Delivered, Cancelled }
string GetOrderAction(OrderStatus status) => status switch
{
OrderStatus.Pending => "等待支付",
OrderStatus.Paid => "准备发货",
OrderStatus.Shipped => "查看物流",
OrderStatus.Delivered => "确认收货",
OrderStatus.Cancelled => "重新下单",
_ => "未知状态"
};
这种写法比传统的if-else或者switch语句都要简洁很多，可读性也更强，适合在各类需要根据不同条件返回不同结果的场景中使用。