5C# Null 条件运算符

在 C# 编程中，处理 null 值是一个常见但又容易出错的任务。

传统的 null 检查代码往往冗长且繁琐，而 C# 6.0 引入的 Null 条件运算符（?. 和 ?[]）极大地简化了这一过程。

Null 条件运算符是 C# 6.0 引入的一个语法糖，它允许开发者在访问对象的成员或元素之前，先检查该对象是否为 null。如果对象为 null，则整个表达式的结果为 null，而不会抛出 NullReferenceException。

基本语法

• ?. - 用于访问成员（属性、方法、字段）
• ?[] - 用于访问索引器或数组元素

语法	说明
a?.b	如果 a 不为 null，则访问 a.b；否则返回 null
a?.Method()	如果 a 不为 null，则调用方法；否则什么都不做
a?[i]	如果 a 不为 null，则访问索引；否则返回 null

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为什么需要 Null 条件运算符？

传统 null 检查的问题

在 Null 条件运算符出现之前，开发者需要编写冗长的 null 检查代码：

实例

// 传统方式 - 繁琐的 null 检查
string name = null;
if (person != null)
{
    if (person.Address != null)
    {
        if (person.Address.City != null)
        {
            name = person.Address.City.Name;
        }
    }
}

这种代码不仅冗长，而且容易出错，可读性也较差。

Null 条件运算符的优势

使用 Null 条件运算符，同样的逻辑可以简化为：

// 使用 Null 条件运算符 - 简洁明了
string name = person?.Address?.City?.Name;

如果链式调用中的任何一个环节为 null，整个表达式就会返回 null，而不会抛出异常。

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详细语法说明

1. 成员访问运算符 ?.

?. 运算符用于安全地访问对象的成员（属性、方法、字段）。

访问属性

实例

class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public Address Address { get; set; }
}

class Address
{
    public string City { get; set; }
}

// 安全访问属性
Person person = null;
string cityName = person?.Address?.City;  // 返回 null，不会抛出异常

调用方法

实例

class Calculator
{
    public int Add(int a, int b) => a + b;
}

Calculator calc = null;
int? result = calc?.Add(5, 3);  // 返回 null，不会抛出异常

访问字段

实例

class DataContainer
{
    public string Value;
}

DataContainer container = null;
string value = container?.Value;  // 返回 null，不会抛出异常

2. 元素访问运算符 ?[]

?[] 运算符用于安全地访问数组或集合的元素。

访问数组元素

实例

int[] numbers = null;
int? firstNumber = numbers?[0];  // 返回 null，不会抛出异常

numbers = new int[] { 1, 2, 3 };
firstNumber = numbers?[0];  // 返回 1

访问字典元素

实例

Dictionary<string, string> dictionary = null;
string value = dictionary?["key"];  // 返回 null，不会抛出异常

dictionary = new Dictionary<string, string> { ["key"] = "value" };
value = dictionary?["key"];  // 返回 "value"

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与其它运算符的组合使用

运算符	名称	用途	示例	返回值
?	可空类型声明	声明可以为 null 的值类型	int? x = null;	null
??	Null 合并运算符	如果左侧为 null，返回右侧	a ?? b	b
?.	Null 条件运算符	安全访问成员	a?.b	null 或 b 的值
?[]	Null 条件索引运算符	安全访问数组或集合	a?[i]	null 或元素
?:	条件（三元）运算符	根据条件返回不同值	a ? b : c	b 或 c

1. 与 Null 合并运算符 ?? 结合

Null 条件运算符经常与 Null 合并运算符 ?? 一起使用，提供默认值：

Person person = null;

// 提供默认值
string cityName = person?.Address?.City ?? "未知城市";
Console.WriteLine(cityName);  // 输出: 未知城市

person = new Person { Address = new Address { City = "北京" } };
cityName = person?.Address?.City ?? "未知城市";
Console.WriteLine(cityName);  // 输出: 北京

实例

using System;

class Address
{
    public string City { get; set; }
}

class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public Address Address { get; set; }

    public void SayHello()
    {
        Console.WriteLine($"你好，我是 {Name}");
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Person person = null;

        // 安全访问属性
        Console.WriteLine(person?.Name ?? "未命名用户");

        // 安全访问嵌套属性
        Console.WriteLine(person?.Address?.City ?? "未知城市");

        // 安全调用方法
        person?.SayHello();

        // 安全访问数组
        int[] arr = null;
        Console.WriteLine(arr?[0] ?? -1);
    }
}

输出：

未命名用户
未知城市
-1

2. 与条件运算符 ?: 结合

实例

Person person = null;
string displayName = person?.Name ?? (person != null ? "匿名用户" : "用户不存在");

3. 在 LINQ 查询中使用

实例

List<Person> people = new List<Person>
{
    new Person { Name = "张三", Address = new Address { City = "北京" } },
    new Person { Name = "李四", Address = null },
    null
};

// 安全地访问可能为 null 的属性
var cities = people
    .Where(p => p?.Address?.City != null)
    .Select(p => p.Address.City)
    .ToList();

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实际应用场景

场景 1：数据绑定和 UI 开发

实例

// 在 WPF 或 ASP.NET 中安全地绑定数据
public string DisplayAddress => $"{Person?.Address?.City ?? "未知城市"} - {Person?.Address?.Street ?? "未知街道"}";

// 安全地调用方法
button.Click += (s, e) =>
{
    viewModel?.SaveCommand?.Execute(null);
};

场景 2：API 响应处理

实例

public class ApiResponse<T>
{
    public T Data { get; set; }
    public string Error { get; set; }
}

public class User
{
    public string Name { get; set; }
    public Profile Profile { get; set; }
}

public class Profile
{
    public string AvatarUrl { get; set; }
}

// 安全地处理 API 响应
ApiResponse<User> response = GetUserFromApi();
string avatarUrl = response?.Data?.Profile?.AvatarUrl ?? "default-avatar.png";

场景 3：配置读取

实例

public class AppConfig
{
    public DatabaseConfig Database { get; set; }
}

public class DatabaseConfig
{
    public string ConnectionString { get; set; }
    public int? Timeout { get; set; }
}

// 安全读取配置
AppConfig config = LoadConfiguration();
string connectionString = config?.Database?.ConnectionString ?? "DefaultConnection";
int timeout = config?.Database?.Timeout ?? 30;

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注意事项和最佳实践

1. 返回值类型

使用 Null 条件运算符时，需要注意表达式的返回类型：

实例

Person person = new Person { Name = "张三" };

// 对于值类型，返回 Nullable<T>
int? nameLength = person?.Name?.Length;  // 类型是 int?

// 对于引用类型，返回类型本身
string name = person?.Name;  // 类型是 string

2. 避免过度使用

虽然 Null 条件运算符很方便，但不应过度使用：

实例

// 不推荐 - 过度使用，难以理解
var result = obj1?.Property1?.Method1()?.Property2 ?? defaultValue;

// 推荐 - 适当分解，提高可读性
var temp1 = obj1?.Property1;
var temp2 = temp1?.Method1();
var result = temp2?.Property2 ?? defaultValue;

3. 性能考虑

Null 条件运算符在性能上与显式的 null 检查相当，但链式调用会创建临时变量：

实例

// 这两种方式性能相当
// 方式 1: 传统检查
if (person != null && person.Address != null)
{
    return person.Address.City;
}

// 方式 2: Null 条件运算符
return person?.Address?.City;

4. 与事件调用结合

Null 条件运算符特别适合用于事件调用：

实例

// 传统方式
public event EventHandler SomethingHappened;

protected virtual void OnSomethingHappened()
{
    if (SomethingHappened != null)
    {
        SomethingHappened(this, EventArgs.Empty);
    }
}

// 使用 Null 条件运算符 - 更简洁
protected virtual void OnSomethingHappened()
{
    SomethingHappened?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
}

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实践练习

练习 1：重构代码

将以下传统 null 检查代码重构为使用 Null 条件运算符：

实例

// 原始代码
public string GetUserEmail(User user)
{
    if (user != null)
    {
        if (user.Profile != null)
        {
            if (user.Profile.ContactInfo != null)
            {
                return user.Profile.ContactInfo.Email;
            }
        }
    }
    return "无邮箱信息";
}

// 你的重构代码
public string GetUserEmail(User user)
{
    return user?.Profile?.ContactInfo?.Email ?? "无邮箱信息";
}

练习 2：处理集合数据

实例

public class Order
{
    public List<OrderItem> Items { get; set; }
    public Customer Customer { get; set; }
}

public class OrderItem
{
    public Product Product { get; set; }
    public int Quantity { get; set; }
}

public class Product
{
    public string Name { get; set; }
    public decimal Price { get; set; }
}

public class Customer
{
    public string Name { get; set; }
}

// 编写一个方法，安全地获取订单中第一个商品的名字
public string GetFirstProductName(Order order)
{
    return order?.Items?.FirstOrDefault()?.Product?.Name ?? "无商品信息";
}

练习 3：综合应用

实例

// 创建一个完整的示例，演示 Null 条件运算符在实际项目中的应用
public class ShoppingCart
{
    public List<CartItem> Items { get; set; }
    public decimal? CalculateTotal()
    {
        return Items?.Sum(item => item?.Product?.Price * item?.Quantity) ?? 0;
    }
}

public class CartItem
{
    public Product Product { get; set; }
    public int? Quantity { get; set; }
}

Public 访问修饰符

Public 访问修饰符允许一个类将其成员变量和成员函数暴露给其他的函数和对象。任何公有成员可以被外部的类访问。

下面的实例说明了这点：

实例

using System;

namespace RectangleApplication
{
    class Rectangle
    {
        //成员变量
        public double length;
        public double width;

        public double GetArea()
        {
            return length * width;
        }
        public void Display()
        {
            Console.WriteLine("长度： {0}", length);
            Console.WriteLine("宽度： {0}", width);
            Console.WriteLine("面积： {0}", GetArea());
        }
    }// Rectangle 结束

    class ExecuteRectangle
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Rectangle r = new Rectangle();
            r.length = 4.5;
            r.width = 3.5;
            r.Display();
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

长度： 4.5
宽度： 3.5
面积： 15.75

在上面的实例中，成员变量 length 和 width 被声明为 public，所以它们可以被函数 Main() 使用 Rectangle 类的实例 r 访问。

成员函数 Display() 和 GetArea() 可以直接访问这些变量。

成员函数 Display() 也被声明为 public，所以它也能被 Main() 使用 Rectangle 类的实例 r 访问。