使用可空类型 (C#)

C# 编程指南

使用可空类型（C# 编程指南）

可空类型可以表示基础类型的所有值，另外还可以表示 null 值。可空类型可通过下面两种方式中的一种声明：

System.Nullable<T> variable

- 或 -

T? variable

T 是可空类型的基础类型。T 可以是包括 struct 在内的任何值类型；但不能是引用类型。

有关可能使用可空类型的示例，请考虑普通的布尔变量如何能够具有两个值：true 和 false。不存在表示“未定义”的值。在很多编程应用中（最突出的是数据库交互），变量可存在于未定义的状态。例如，数据库中的某个字段可能包含值 true 或 false，但是它也可能根本不包含值。同样，可以将引用类型设置为 null，以指示它们未初始化。

这种不一致会导致额外的编程工作，如使用附加变量来存储状态信息、使用特殊值，等等。可空类型修饰符使 C# 能够创建表示未定义值的值类型变量。

可空类型示例

任何值类型都可用作可空类型的基础。例如：

int? i = 10;
double? d1 = 3.14;
bool? flag = null;
char? letter = 'a';
int?[] arr = new int?[10];

可空类型的成员

可空类型的每个实例都具有两个公共的只读属性：

HasValue

HasValue 属于 bool 类型。当变量包含非空值时，它被设置为 true。
Value

Value 的类型与基础类型相同。如果 HasValue 为 true，则说明 Value 包含有意义的值。如果 HasValue 为 false，则访问 Value 将引发 InvalidOperationException。

在此示例中，HasValue 成员用于在尝试显示变量之前测试它是否包含值。

int? x = 10;
if (x.HasValue)
{
    System.Console.WriteLine(x.Value);
}
else
{
    System.Console.WriteLine("Undefined");
}

也可以通过下面的方法测试是否包含值：

int? y = 10;
if (y != null)
{
    System.Console.WriteLine(y.Value);
}
else
{
    System.Console.WriteLine("Undefined");
}

显式转换

可空类型可强制转换为常规类型，方法是使用强制转换来显式转换或者通过使用 Value 属性来转换。例如：

int? n = null;

//int m1 = n;      // Will not compile.
int m2 = (int)n;   // Compiles, but will create an exception if x is null.
int m3 = n.Value;  // Compiles, but will create an exception if x is null.

如果两种数据类型之间定义了用户定义的转换，则同一转换也可用于这些数据类型的可空版本。

隐式转换

可使用 null 关键字将可空类型的变量设置为空，如下所示：

int? n1 = null;

从普通类型到可空类型的转换是隐式的。

int? n2;
n2 = 10;  // Implicit conversion.

运算符

可空类型还可以使用预定义的一元和二元运算符，以及现有的任何用户定义的值类型运算符。如果操作数为空，这些运算符将产生一个空值；否则运算符将使用包含的值来计算结果。例如：

int? a = 10;
int? b = null;

a++;         // Increment by 1, now a is 11.
a = a * 10;  // Multiply by 10, now a is 110.
a = a + b;   // Add b, now a is null.

在执行可空类型的比较时，如果其中一个可空类型为 null，则比较结果将始终为 false。因此，一定不要以为由于一个比较结果为 false，相反的情况就会为 true。例如：

int? num1 = 10;
int? num2 = null;
if (num1 >= num2)
{
    System.Console.WriteLine("num1 is greater than or equal to num1");
}
else
{
    // num1 is NOT less than num2
}

上面的 else 语句中的结论无效，因为 num2 为 null，所以不包含值。

比较两个均为 null 的可空类型时结果为 true。

??运算符

?? 运算符定义在将可空类型分配给非可空类型时返回的默认值。

int? c = null;

// d = c, unless c is null, in which case d = -1.
int d = c ?? -1;

此运算符还可用于多个可空类型。例如：

int? e = null;
int? f = null;

// g = e or f, unless e and f are both null, in which case g = -1.
int g = e ?? f ?? -1;

bool? 类型

bool? 可空类型可以包含三个不同的值：true、false 和 null。它们本身不能用于条件语句，如 if、for 或 while。例如，下面的代码编译失败，并将报告编译器错误 CS0266：

bool? b = null;
if (b) // Error CS0266.
{
}

这是不允许的，因为 null 在条件上下文中意味着什么并不清楚。为了能在条件语句中使用，可空布尔值可以显式强制转换为 bool，但是如果对象有值 null，将引发 InvalidOperationException。因此，在强制转换为 bool 前检查 HasValue 属性很重要。

可空布尔值类似于 SQL 中使用的布尔变量类型。为了确保 & 和 | 运算符产生的结果与 SQL 的三值布尔类型一致，提供了以下预定义的运算符：

bool? operator &(bool? x, bool? y)

bool? operator |(bool? x, bool? y)

下表中列出了这些运算符的结果：

X	y	x&y	x\|y
True	True	True	True
True	False	False	True
True	Null	Null	True
False	True	False	True
False	False	False	False
False	Null	False	Null
Null	True	Null	True
Null	False	False	Null
Null	Null	Null	Null

请参见

参考

装箱可空类型（C# 编程指南）

概念

C# 编程指南
可空类型（C# 编程指南）