C# 9.0 引入的 record 类型通过简洁的语法为数据建模提供了新的范式。其核心设计目标是简化不可变数据实体的定义，通过自动实现的成员（如值相等性、ToString格式化和拷贝构造函数）提升开发效率。理解其特性并遵循最佳实践能帮助开发者避免常见陷阱，充分发挥其优势。

优先选择不可变性设计

Record 的默认行为强制不可变性，这是其区别于 class 的关键特性。当定义数据传输对象（DTO）、事件模型或配置参数时，应优先采用 init 访问器声明属性，确保对象在初始化后状态不可修改。这种设计天然支持线程安全并减少副作用，例如定义 API 响应模型：

public record WeatherForecast(
    DateTime Date, 
    int TemperatureC, 
    string Summary
);

此声明自动生成密封类，包含只读属性、Equals、GetHashCode 和 ToString 的合理实现。若需允许部分属性后期修改，可显式定义可变属性，但需谨慎评估是否破坏数据一致性：

public record UserProfile(
    Guid UserId, 
    string DisplayName
)
{
    public DateTime LastLogin { get; set; }  // 谨慎评估可变性需求
}

正确实现值语义

Record 默认通过结构比较（逐个字段对比）而非引用比较来实现相等性。当包含引用类型字段时，需确保其自身也实现值语义。例如，若记录包含集合类型，应选择不可变集合以避免意外修改：

public record Order(
    string OrderId, 
    ImmutableList Items  // 使用不可变集合
);

若必须使用可变集合，需重写 Equals 和 GetHashCode 方法实现深度比较。但这种情况应视为设计异味，建议重构为不可变设计。

合理利用非破坏性修改

with 表达式通过创建新实例实现非破坏性修改，适用于基于现有对象生成派生状态。例如，更新用户配置时保留原始对象不变：

var defaultSettings = new AppSettings(Theme: "Light", FontSize: 12);
var darkModeSettings = defaultSettings with { Theme = "Dark" };

注意 with 表达式执行浅拷贝。若记录包含引用类型字段，修改新对象的引用字段会影响原始对象。此时应结合不可变数据结构或实现深拷贝逻辑。

继承关系的设计考量

Record 支持继承，但可能引入复杂性。基类记录应声明为 abstract 并正确实现相等性逻辑，派生记录需显式调用基类构造函数：

public abstract record Vehicle(
    string Make, 
    int Wheels
);

public record Car(
    string Make, 
    int Wheels, 
    int Doors
) : Vehicle(Make, Wheels);

重写方法时需保持行为一致性。例如，重写 ToString 时应包含基类字段：

public override string ToString() 
    => $"{base.ToString()}，车门数：{Doors}";

建议优先使用组合而非继承，除非业务领域明确存在 is-a 关系。

模式匹配的协同应用

Record 的解构功能与模式匹配天然契合，可简化数据处理逻辑。结合 switch 表达式实现类型和属性分支处理：

var result = data switch
{
    SuccessResponse(var value) => $"成功：{value}",
    ErrorResponse(var code, _) when code >= 500 => "服务器错误",
    ErrorResponse(_, var message) => $"客户端错误：{message}",
    _ => "未知响应"
};

通过解构式模式可提取嵌套数据，避免冗长的属性访问链。建议为常用匹配模式实现 Deconstruct 方法。

序列化场景的注意事项

Record 的自动生成代码可能与某些序列化库存在兼容性问题。例如，JSON.NET 需要配置 ContractResolver 以支持构造函数反序列化：

var options = new JsonSerializerOptions
{
    PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase,
    WriteIndented = true
};
var json = JsonSerializer.Serialize(forecast, options);
var restored = JsonSerializer.Deserialize(json, options);

确保所有属性在构造函数中声明，否则反序列化可能失败。对于需要自定义序列化行为的场景，可显式实现 ISerializable 接口。

性能优化策略

虽然 record 的自动生成代码通常高效，但在高频创建场景需注意内存分配。对于大型记录（如超过 16 个字段），考虑使用 struct record 减少堆分配：

public record struct Point3D(
    double X, 
    double Y, 
    double Z
);

但需权衡值类型的复制成本。通过 sealed 阻止派生可提升虚方法调用的性能，同时启用编译器优化。

遵循这些实践原则，开发者可以充分发挥 record 类型在数据封装、模式匹配和并发安全方面的优势，同时避免常见的误用模式。实际应用中应根据具体场景权衡设计选择，在类型安全与灵活性之间取得平衡。

C# Record 类型使用最佳实践