C#新特性之可空參照型別

2022-02-22 16:01:04

安裝

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安裝Roslyn擴充套件預覽版本：

下載並解壓 Roslyn_Nullable_References_Preview.zip [最新版本 11/15/17]；
關閉所有執行的Visual Studio；
執行zip根目錄中的 .install.bat 指令碼（如果需要解除安裝擴充套件，可以執行.uninstall.bat指令碼）；

語法與型別

在語法上，可為空參照型別與可為空值型別使用的語法是一致的，在型別後面追加 ? 即可。

class Person
{
    public string FirstName;   
    public string? MiddleName; 
    public string LastName;
}

我們都知道當初微軟在增加可為空值型別的時候，實際是在框架中增加了System.Nullable<>型別，您肯定會問，可為空參照型別以框架中又增加了什麼新的型別。

我們來看一個演示：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine(typeof(string?).FullName);
        }
    }

輸出結果：

您是否覺得奇怪，怎麼輸出的是System.String，是的，其實微軟在框架中沒有加入任何型別，我們Person型別進行編譯後，再通過dotPeek進行反編譯，就明白到底發生了什麼。

反編譯後的結果：

    internal class Person
    {
        public string FirstName;
        [Nullable]
        public string MiddleName;
        public string LastName;
    }

只是在MiddleName欄位上增加了System.Runtime.CompilerServices.NullableAttribute標記。

我們來看一看屬性、引數、變數、返回值編譯之前與編譯之後的比對結果。

屬性

    // 編譯前：
    public string? MiddleName { get; set; }  
  
    // 編譯後:
    [Nullable]
    public string MiddleName { [return: Nullable] get; [param: Nullable] set; }

引數

    // 編譯前：
    public Person(string? middleName )
    {
        this.MiddleName = middleName;
    }

    // 編譯後:
    public Person([Nullable] string middleName)
    {
      this.MiddleName = middleName;
    }

返回值

    // 編譯前：
    public string? DoSomething()
    {
        return null;
    }

    // 編譯後:
    [return: Nullable]
    public string DoSomething()
    {
      return (string) null;
    }

變數

    // 編譯前：
    string? name;

    // 編譯後:
    string name;

這裡除了變數，其它的都使用了NullableAttribute標記進行的修飾。

它可以做什麼？

通過上面的章節，我們知道，可為空參照型別只是在引數、屬性、引數和返回值中使用NullableAttribute標記進行修飾，實際上對程式的正常執行沒有任何的影響。那麼它可以為我們做什麼呢？

表達意圖

在C#中不能表達這個變數、引數、欄位、屬性，返回值等可能為null或不能為null，可為空型別可以幫我們解決這個問題。

    class Person
    {
        public string FirstName;   // 不為null
        public string? MiddleName; // 可能為null
        public string LastName;    // 不為null
    }

這個型別的可以表示每一個人都應該 FristName 和 LastName ，但是不是每一個人都應該有 MiddleName。

編譯器檢測

可為空參照型別的另一個好處是編譯器可以幫助我們檢測程式碼，比如對於直接使用可為空參照型別的屬性，編譯器會發出警告。

    void M(Person p)
    {
        p.FirstName = null;          // 1 WARNING: Cannot convert null to non-nullable reference。
        p.LastName = p.MiddleName;   // 2 WARNING: Possible null reference assignment.
        string s = default(string);  // 3 WARNING: Cannot convert null to non-nullable reference。
        
        if (p.MiddleName != null) 
        {
            WriteLine(p.MiddleName.Length); // ok
        }
        
         WriteLine(p.MiddleName!.Length); // ok
    }
    
    class Person
    {
        public string FirstName;     // 4 WARNING: Non-nullable field 'FirstName' is uninitialized.
        public string? MiddleName; 
        public string LastName;      // 5 WARNING: Non-nullable field 'LastName' is uninitialized.
    }

編譯器會幫我們做以下幾點檢測：