C# - 可空类型

如你所知，值类型不能被赋空值。例如，`int i = null` 会导致编译时错误。

C# 2.0 引入了可空类型，允许你将 null 赋值给值类型变量。你可以使用 `Nullable` 声明可空类型，其中 T 是一个类型。

示例：可空类型

Nullable<int> i = null;

可空类型可以表示其基础值类型的正确值范围，外加一个额外的 _null_ 值。例如，Nullable 可以被赋值为从 -2147483648 到 2147483647 的任何值，或者一个 null 值。

可空类型是 `System.Nullable` 结构体的实例。可以把它看作是以下结构体：

示例：可空结构体

[Serializable]
public struct Nullable<T> where T : struct
{        
    public bool HasValue { get; }
      
    public T Value { get; }
        
    // other implementation
}

一个 `int` 类型的可空类型与普通的 `int` 加上一个标志（表示 `int` 是否有值，即是否为 null）是相同的。其余的都是编译器魔法，它将“null”视为一个有效值。

示例：HasValue

static void Main(string[] args)
{
    Nullable<int> i = null;

    if (i.HasValue)
        Console.WriteLine(i.Value); // or Console.WriteLine(i)
    else
        Console.WriteLine("Null");
}

尝试一下

输出

空

如果对象已赋值，`HasValue` 将返回 **true**；如果未赋值或已赋值为 null，则返回 **false**。

如果可空类型为 null 或未赋值，使用 NullableType.Value 访问值将抛出运行时异常。例如，如果 i 为 null，i.Value 将抛出异常。

使用 GetValueOrDefault() 方法可以获取实际值（如果它不为 null），如果为 null 则获取默认值。例如：

示例：GetValueOrDefault()

static void Main(string[] args)
{
    Nullable<int> i = null;

    Console.WriteLine(i.GetValueOrDefault()); 
}

尝试一下

可空类型的简写语法

你可以使用 '?' 运算符来缩写语法，例如 int?、long?，而不是使用 Nullable。

示例：可空类型的简写语法

int? i = null;
double? D = null;

?? 运算符

使用 '??' 运算符将可空类型赋值给非可空类型。

示例：带有可空类型的 ?? 运算符

int? i = null;
            
int j = i ?? 0;

Console.WriteLine(j);

尝试一下

输出

0

在上面的例子中，i 是一个可空整数，如果你将其赋值给非可空整数 j，那么如果 i 为 null，它将抛出运行时异常。因此，为了降低异常风险，我们使用了 '??' 运算符来指定如果 i 为 null，则将 0 赋值给 j。

赋值规则

可空类型具有与值类型相同的赋值规则。如果可空类型在函数中声明为局部变量，则在使用之前必须为其赋值。如果它是任何类的字段，则默认情况下其值为 null。

例如，下面的 int 类型的可空变量在未赋值的情况下声明和使用。编译器将给出 **“使用未赋值的局部变量 'i'”** 错误。

在下面的示例中，int 类型的可空变量是类的字段，因此不会出现任何错误。

示例：作为类字段的可空类型

class MyClass
{
    public Nullable<int> i;
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MyClass mycls = new MyClass();

        if(mycls.i == null)
            Console.WriteLine("Null");
    }
}

尝试一下

输出

空

可空辅助类

null 被认为小于任何值。因此比较运算符不会与 null 进行比较。考虑以下示例，其中 i 既不小于 j，也不大于 j，也不等于 j。

示例：可空类型比较

static void Main(string[] args)
{
    int? i = null;
    int j = 10;


    if (i < j)
        Console.WriteLine("i < j");
    else if( i > 10)
        Console.WriteLine("i > j");
    else if( i == 10)
        Console.WriteLine("i == j");
    else
        Console.WriteLine("Could not compare");
}

尝试一下

输出

无法比较

Nullable 静态类是可空类型的辅助类。它提供了一个 compare 方法来比较可空类型。它还有一个 GetUnderlyingType 方法，该方法返回可空类型的基础类型参数。

示例：辅助类

static void Main(string[] args)
{
    int? i = null;
    int j = 10;

    if (Nullable.Compare<int>(i, j) < 0)
        Console.WriteLine("i < j");
    else if (Nullable.Compare<int>(i, j) > 0)
        Console.WriteLine("i > j");
    else
        Console.WriteLine("i = j");
}

尝试一下

输出

i < j

可空类型的特性

可空类型只能与值类型一起使用。
如果值为 null，Value 属性将抛出 InvalidOperationException；否则，它将返回值。
如果变量包含值，HasValue 属性返回 true；如果为 null，则返回 false。
你只能使用 == 和 != 运算符与可空类型。对于其他比较，请使用 Nullable 静态类。
不允许嵌套可空类型。Nullable> i; 将导致编译时错误。