[转]关于C#中可空类型的说明

可空类型是 System.Nullable 结构的实例。可空类型可以表示其基础值类型正常范围内的值,再加上一个 null值。例如,Nullable<Int32>,读作“可空的 Int32”,可以被赋值为 -2147483648 到 2147483647 之间的任意值,也可以被赋值为 null 值。Nullable<bool> 可以被赋值为 truefalse,或 null。在处理数据库和其他包含可能未赋值的元素的数据类型时,将 null 赋值给数值类型或布尔型的功能特别有用。例如,数据库中的布尔型字段可以存储值 truefalse,或者,该字段也可以未定义。

   1: class NullableExample
   2: {
   3:     static void Main()
   4:     {
   5:         int? num = null;
   6:         if (num.HasValue == true)
   7:         {
   8:             System.Console.WriteLine("num = " + num.Value);
   9:         }
  10:         else
  11:         {
  12:             System.Console.WriteLine("num = Null");
  13:         }
  14:  
  15:         //y is set to zero
  16:         int y = num.GetValueOrDefault();
  17:  
  18:         // num.Value throws an InvalidOperationException if num.HasValue is false
  19:         try
  20:         {
  21:             y = num.Value;
  22:         }
  23:         catch (System.InvalidOperationException e)
  24:         {
  25:             System.Console.WriteLine(e.Message);
  26:         }
  27:     }
  28: }
以上将显示输出:
 
   1: num = Null
   2: Nullable object must have a value.

可空类型概述

可空类型具有以下特性:

  • 可空类型表示可被赋值为 null 值的值类型变量。无法创建基于引用类型的可空类型。(引用类型已支持 null值。)。

  • 语法 T? 是 System.Nullable<T> 的简写,此处的 T 为值类型。这两种形式可以互换。

  • 为可空类型赋值与为一般值类型赋值的方法相同,如 int? x = 10; 或 double? d = 4.108;。

  • 如果基础类型的值为 null,请使用 System.Nullable.GetValueOrDefault 属性返回该基础类型所赋的值或默认值,例如 int j = x.GetValueOrDefault();

  • 请使用 HasValueValue 只读属性测试是否为空和检索值,例如 if(x.HasValue) j = x.Value;

    • 如果此变量包含值,则 HasValue 属性返回 True;或者,如果此变量的值为空,则返回 False。

    • 如果已赋值,则 Value 属性返回该值,否则将引发 System.InvalidOperationException

    • 可空类型变量的默认值将 HasValue 设置为 false。未定义 Value

  • 使用 ?? 运算符分配默认值,当前值为空的可空类型被赋值给非空类型时将应用该默认值,如 int? x = null; int y = x ?? -1;。

  • 不允许使用嵌套的可空类型。将不编译下面一行:Nullable<Nullable<int>> n;

使用可空类型

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:

   1: int? i = 10;
   2: double? d1 = 3.14;
   3: bool? flag = null;
   4: char? letter = 'a';
   5: 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。

   1: int? x = 10;
   2: if (x.HasValue)
   3: {
   4:     System.Console.WriteLine(x.Value);
   5: }
   6: else
   7: {
   8:     System.Console.WriteLine("Undefined");
   9: }

也可以通过下面的方法测试是否包含值:

   1: int? y = 10;
   2: if (y != null)
   3: {
   4:     System.Console.WriteLine(y.Value);
   5: }
   6: else
   7: {
   8:     System.Console.WriteLine("Undefined");
   9: }

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:

   1: int? n = null;
   2: //int m1 = n;      // Will not compile.
   3: int m2 = (int)n;   // Compiles, but will create an exception if x is null.
   4: 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:

   1: int? n1 = null;

从普通类型到可空类型的转换是隐式的。

   1: int? n2;
   2: 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:

   1: int? a = 10;
   2: int? b = null;
   3: a++;         // Increment by 1, now a is 11.
   4: a = a * 10;  // Multiply by 10, now a is 110.
   5: a = a + b;   // Add b, now a is null.

在执行可空类型的比较时,如果其中任一可空类型为 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:

   1: int? num1 = 10;
   2: int? num2 = null;
   3: if (num1 >= num2)
   4: {
   5:     System.Console.WriteLine("num1 is greater than or equal to num1");
   6: }
   7: else
   8: {
   9:     // num1 is NOT less than num2
  10: }

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

??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。

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

此运算符还可用于多个可空类型。例如:

   1: int? e = null;
   2: int? f = null;
   3: // g = e or f, unless e and f are both null, in which case g = -1.
   4: 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:

   1: bool? b = null;
   2: if (b) // Error CS0266.
   3: {
   4: }

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:

   1: bool? operator &(bool? x, bool? y)
   2: bool? operator |(bool? x, bool? y)

下表中列出了这些运算符的结果:

XYX&YX|Y
TrueTrueTrueTrue
TrueFalseFalseTrue
TrueNullNullTrue
FalseTrueFalseTrue
FalseFalseFalseFalse
FalseNullFalseNull
NullTrueNullTrue
NullFalseFalseNull
NullNullNullNull
 
 
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