表达意图

在上一个单元中，你了解了 C# 编译器如何执行静态分析以帮助防范 NullReferenceException。 还了解了如何启用可为空上下文。 在此单元中，你将详细了解如何在可为空上下文中明确表达意图。

声明变量

启用可为空上下文后，可以更深入地了解编译器如何看到你的代码。 可以对从已启用可为空上下文生成的警告进行操作，这样就可以明确定义意图。 例如，让我们继续检查 FooBar 代码，并仔细检查声明和赋值：

// Define as nullable
FooBar? fooBar = null;

请注意将 ? 添加到 FooBar。 这会告诉编译器你明确希望 fooBar 可为空。 如果不打算将 fooBar 设为可为空，但仍想避免该警告，请考虑以下事项：

// Define as non-nullable, but tell compiler to ignore warning
// Same as FooBar fooBar = default!;
FooBar fooBar = null!;

此示例将 null 包容 (!) 运算符添加到 null，告知编译器你正在将此变量显式初始化为 null。 编译器不会发出有关此引用为 null 的警告。

一种很好的做法是，如有可能，在声明时将不可为 null 的变量指定为非 null 值：

// Define as non-nullable, assign using 'new' keyword
FooBar fooBar = new(Id: 1, Name: "Foo");

运算符

如上一个单元所述，C# 定义了多个运算符来表达你围绕可为空引用类型的意图。

null 包容 (!) 运算符

在上一部分中，您已学习了空值宽容运算符 (!)。 它告知编译器忽略 CS8600 警告。 这是告知编译器你知道自己正在做什么的一种方式，但它附带一个警告，即你应该真正知道自己正在做什么！

在启用可为空上下文的情况下初始化不可为 null 类型时，你可能需要明确请求编译器的包容。 例如，考虑以下代码：

#nullable enable

using System.Collections.Generic;

var fooList = new List<FooBar>
{
    new(Id: 1, Name: "Foo"),
    new(Id: 2, Name: "Bar")
};

FooBar fooBar = fooList.Find(f => f.Name == "Bar");

// The FooBar type definition for example.
record FooBar(int Id, string Name);

在前面的示例中，FooBar fooBar = fooList.Find(f => f.Name == "Bar"); 会生成 CS8600 警告，因为 Find 可能会返回 null。 这个可能的 null 将赋予 fooBar，在此上下文中它不可为 null。 但是，在此精心设计的示例中，我们知道 Find 永远不会返回所写的 null。 可以使用 null 包容运算符向编译器表达此意图：

FooBar fooBar = fooList.Find(f => f.Name == "Bar")!;

请注意 ! 末尾的 fooList.Find(f => f.Name == "Bar")。 这会告知编译器你知道 Find 方法返回的对象可能是 null，这没关系。

可以在方法调用或属性评估之前将 null 包容运算符应用于内联对象。 请考虑另一个精心设计的示例：

List<FooBar>? fooList = FooListFactory.GetFooList();

// Declare variable and assign it as null.
FooBar fooBar = fooList.Find(f => f.Name == "Bar")!; // generates warning

static class FooListFactory
{
    public static List<FooBar>? GetFooList() =>
        new List<FooBar>
        {
            new(Id: 1, Name: "Foo"),
            new(Id: 2, Name: "Bar")
        };
}

// The FooBar type definition for example.
record FooBar(int Id, string Name);

在上面的示例中：

• GetFooList 是返回可以为 null 的类型 List<FooBar>? 的静态方法。
• fooList 被赋予 GetFooList 返回的值。
• 编译器在 fooList.Find(f => f.Name == "Bar"); 上生成警告，因为赋予 fooList 的值可能是 null。
• 假设 fooList 不是 null，Find 可能返回 null，但我们知道它不会返回，因此应用了 null 包容运算符。

可以将 null 包容运算符应用于 fooList 以禁用警告：

FooBar fooBar = fooList!.Find(f => f.Name == "Bar")!;

有关详细信息，请参阅 !（null 包容）运算符（C# 参考）。

null 合并 (??) 运算符

使用可为空类型时，可能需要评估它们当前是否为 null，并采取特定操作。 例如，当可为空类型已被赋予 null 或未初始化时，你可能需要赋予它们非 null 值。 这就是 null 合并运算符 (??) 有用的地方。

请考虑以下示例：

public void CalculateSalesTax(IStateSalesTax? salesTax = null)
{
    salesTax ??= DefaultStateSalesTax.Value;

    // Safely use salesTax object.
}

在前述 C# 代码中：

• salesTax 参数定义为可为空的 IStateSalesTax。
• 在方法主体中，salesTax 使用 null 合并运算符有条件地赋值。
  • 这可确保如果 salesTax 作为 null 传入，它将有一个值。

public void CalculateSalesTax(IStateSalesTax? salesTax = null)
{
    if (salesTax is null)
    {
        salesTax = DefaultStateSalesTax.Value;
    }

    // Safely use salesTax object.
}

这是另一个常见的 C# 习惯用法的示例，其中空合并运算符可能会派上用场：

public sealed class Wrapper<T> where T : new()
{
    private T _source;

    // If given a source, wrap it. Otherwise, wrap a new source:
    public Wrapper(T source = null) => _source = source ?? new T();
}

上述 C# 代码：

• 定义一个泛型包装类，其中泛型类型参数被限制为 new()。
• 构造函数接受默认为 T source 的 null 参数。
• 包装的 _source 将根据条件初始化为 new T()。

有关详细信息，请查看 ?? 和 ??= 运算符（C# 参考）。

null 条件 (?.) 运算符

使用可以为 null 的类型时，可能需要根据 null 对象的状态有条件地执行操作。 例如：在前面的单元中，FooBar 记录用于通过解引用 NullReferenceException 来演示 null。 这是在调用其 ToString 时引起的。 考虑同一个示例，但现在应用空值条件运算符：

using System;

// Declare variable and assign it as null.
FooBar fooBar = null;

// Conditionally dereference variable.
var str = fooBar?.ToString();
Console.Write(str);

// The FooBar type definition.
record FooBar(int Id, string Name);

上述 C# 代码：

• 有条件地取消引用 fooBar，将 ToString 的结果分配给 str 变量。
  • str 变量的类型为 string?（可为空字符串）。
• 它将 str 的值写入空的标准输出。
• 调用 Console.Write(null) 有效，因此没有警告。
• 如果要调用 Console.Write(str.Length)，你会收到警告，因为可能会取消引用 null。

using System;

// Declare variable and assign it as null.
FooBar fooBar = null;

// Conditionally dereference variable.
string str = (fooBar is not null) ? fooBar.ToString() : default;
Console.Write(str);

// The FooBar type definition.
record FooBar(int Id, string Name);

可以结合运算符来进一步表达意图。 例如，可以链接 ?. 和 ?? 运算符：

FooBar fooBar = null;
var str = fooBar?.ToString() ?? "unknown";
Console.Write(str); // output: unknown

有关详细信息，请参阅 ?. 和 ?[]（空条件）运算符。

总结

在本单元中，你了解了如何在代码中表示你的空值意图。 在下一个单元中，你会将学到的知识应用到现有项目中。