这篇文章主要介绍了C#基础语法：可空类型详解,本文分析了可空类型的源码、研究了可空类型强制转换为常规类型、可空类型的运算等内容,需要的朋友可以参考下
以下是System.Nullable在FCL中的定义。
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57[Serializable, StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Nullable where T :struct
{
private Boolean hasValue= false;
internal T value= default(T);
public Nullable(T value)
{
this.value= value;
this.hasValue= true;
}
public Boolean HasValue {get {return hasValue; } }
public T Value
{
get
{
if (!hasValue)
{
throw new InvalidOperationException("Nullable object must have a value.");
}
return value;
}
}
public T GetValueOrDefault() {return value; }
public T GetValueOrDefault(T defaultValue)
{
if(!HasValue)return defaultValue;
return value;
}
public override Boolean Equals(object other)
{
if(!HasValue)return (other== null);
if(other== null)return false;
return value.Equals(other);
}
public override int GetHashCode()
{
if(!HasValue)return 0;
return value.GetHashCode();
}
public override string ToString()
{
if(!HasValue)return "";
return value.ToString();
}
public static implicit operator Nullable(T value)
{
return new Nullable(value);
}
}
可以看出 null 的类型的每个实例都具有两个公共的只读属性：
1.HasValue
HasValue 属于 bool 类型。当变量包含非 null 值时，它被设置为 true。
2.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。
那么我们怎么定义可空类型?
null 的类型可通过下面两种方式中的一种声明：
代码如下:
System.Nullable variable
- 或 -
T? variable
T 是可以为 null 的类型的基础类型。T 可以是包括 struct 在内的任何值类型;但不能是引用类型。
现在举一个例子，运用一下看看效果是不是一样。
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22Console.WriteLine("========可空类型操作演示========n");
Console.WriteLine("n=========Nullable===========n");
Nullable x = 5;
Nullable y = false;
Nullable z = 5.20;
Nullable n = null;
Console.WriteLine("x.HasValue={0}, x.Value={1}",x.HasValue,x.Value);
Console.WriteLine("y.HasValue={0}, y.Value={1}", y.HasValue, y.Value);
Console.WriteLine("z.HasValue={0}, z.Value={1}", z.HasValue, z.Value);
Console.WriteLine("n.HasValue={0}, n.Value={1}",n.HasValue, n.GetValueOrDefault());
Console.WriteLine("n============== T? ============n");
int? X = 5;
bool? Y = false;
double? Z = 5.20;
char? N = null;
int?[] arr ={1,2,3,4,5};//一个可空类型的数组
Console.WriteLine("X.HasValue={0}, X.Value={1}", X.HasValue,X.Value);
Console.WriteLine("y.HasValue={0}, Y.Value={1}", Y.HasValue, Y.Value);
Console.WriteLine("Z.HasValue={0}, Z.Value={1}", Z.HasValue, Z.Value);
Console.WriteLine("N.HasValue={0}, N.Value={1}", N.HasValue, N.GetValueOrDefault());
Console.WriteLine("n================================n");
Console.ReadKey();
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。从普通类型到可以为 null 的类型的转换是隐式的。例如：
代码如下:
int? a = 5;//int--->int?
double? b = a; //int?---->double?
int? c = (int?)b;//double?---int?
int d = (int)c;//int?---->int 不能隐式转换例如int d=c;则不能编译
int? e = null;
int f = e.Value;//可以编译但是会提示异常引发 InvalidOperationException
可空类型还可以使用预定义的一元和二元运算符(提升运算符)，以及现有的任何用户定义的值类型运算符。如果操作数为 null，这些运算符将产生一个 null 值;否则运算符将使用包含的值来计算结果。例如：
代码如下:
int? a = 10;
int? b = null;
//一元操作符(+ ++ -- = - ! ~)
a++; //a=11;
//二元操作符(+ - * / % & | ^ << >>)
a *= 10; //a=110;
//a = a + b; //now a is null
//相等性操作符(== !=)
if (b == null)
{
b=b.GetValueOrDefault();
}
Console.WriteLine(a.Value);
a = a + b;
/* if(a == null) ...
* if(b == null) ...
* if(a != b) ... */
//比较操作符
if (a > b)
{
Console.WriteLine("a>b");
}
下面总结下C#如何对操作符的用法：
1. 一元操作符(+ ++ - -- ! ~)。如果操作数为null，结果为null。
2. 二元操作符(+ - * / % | ^ << >>)。两个操作数中任何一个为null，结果为null。
3. 相等性操作符(== !=)。如果两个操作数都为null，两者相等。如果一个操作数为null，则两者不相等。如果两个操作数都不为null，就对值进行比较，判断它们是否相等。
4. 比较操作符(< > <= >=)。两个操作数中任何一个为null，结果为false。如果两个操作数都不为null，就对值进行比较。
至此我在对上面代码的a=a+b解释一下，它实际等价于：
代码如下:
a = a.HasValue && b.HasValue ? a.Value + b.Value : (int?)null;
在操纵可空实例时，会生成大量代码，如以下方法：
代码如下:
privatestaticint? NullableCodeSize(int? a, int? b)
{
return a + b;
}
编译这个方法时，编译器生成的IL代码等价于以下的C#代码：
代码如下:
privatestatic Nullable NullableCodeSize(Nullable a, Nullable b)
{
Nullable nullable1 = a;
Nullable nullable2 = b;
if(!(nullable1.HasValue & nullable2.HasValue))
returnnew Nullable();
else
returnnew Nullable(nullable1.GetValueOrDefault() + nullable2.GetValueOrDefault());
}
??运算
假如左边的操作数不为null，就返回这个操作数的值。如果左边的操作数为null，就返回右边的操作数的值。利用空接合操作符，可方便地设置变量的默认值。空接合操作符的一个好处在于，它既能用于引用类型，也能用于可空值类型。如下所示：
代码如下:
//===========可空类型=========
int? b =null;
int a = b ??520;
等价于：
//a = b.HasValue ? b.Value : 520
Console.WriteLine(x); //print:"520"
//===========引用类型=========
String s = GetstringValue();
String s= s ??"Unspecified";
等价于：
代码如下:
//String s = GetstringValue();
//filename = (s != null) ? s : "Unspecified";
装箱和拆箱转换
假定有一个Nullable变量，它被逻辑上设为null。假如将这个变量传给一个方法，而该方法期望的是一个object，那么必须对这个变量执行装箱，并将对已装箱的Nullable的一个引用传给方法。但并不是一个理想的结果，因为方法现在是作为一个非空的值传递的，即使Nullable变量逻辑上包含null值。为解决这个问题，CLR会在对一个可空变量装箱的时候执行一些特殊代码，以维护可空类型在表面上的合法地位。
具体地说，当CLR对一个Nullable实例进行装箱时，它会检查它是否为null。如果是，CLR实际就不进行任何装箱操作，并会返回null值。如果可空实例不为null，CLR就从可空实例中取出值，并对其进行装箱。也就是说，一个值为5的Nullable会装箱成值为5的一个已装箱Int32。如下所示：
代码如下:
//对Nullable进行装箱，要么返回null，要么返回一个已装箱的T
int? n =null;
object o = n; //o为null
Console.WriteLine("o is null={0}", o ==null); //"true"
n =5;
o = n; //o引用一个已装箱的int
Console.WriteLine("o's type={0}", o.GetType()); //"System.Int32"
CLR允许将一个已装箱的值类型T拆箱为一个T，或者一个Nullable。假如对已装箱值类型的引用是null，而且要把它拆箱为Nullable，那么CLR会将Nullable的值设为null。以下代码对这个行为进行了演示：
代码如下:
//创建一个已装箱的int
object o =5;
//把它拆箱为一个Nullable和一个int
int? a = (int?)o; //a=5
int b = (int)o; //b=5
//创建初始化为null的一个引用
o =null;
//把它“拆箱”为一个Nullable和一个int
a = (int?)o; //a=null;
b = (int)0; //抛出NullReferenceException
将一个值类型拆箱为值类型的一个可空的版本时，CLR可能必须分配内存。这是极其特殊的一个行为，因为在其他所有情况下，拆箱永远不会导致内存的分配。原因在于一个已装箱的值类型不能简单的拆箱为值类型的可空版本，在已装箱的值类型中并不包含 hasValue字段，故在拆箱时CLR必须分配一个Nullable< T>对象，以初始化hasValue = true ,value = 值类型值。
调用接口方法
下面的代码中，将一个Nullable类型的变量n转型为一个IComparable，也就是一个接口类型。然而，Nullable不像int那样实现了IComparable接口。C#编译器允许这样的代码通过编译，且CLR的校验器会认为这样的代码是可验证的，从而允许我们使用这种更简洁的语法：
代码如下:
int? n =5;
int result = ((IComparable)n).CompareTo(5); //能顺利编译和运行
Console.WriteLine(result);
如果CLR没有提供这一特殊支持，那就必须对已拆箱的值类型进行转型，然后才能转型成接口以发出调用：
代码如下:
int result = ((IComparable)(int)n).CompareTo(5);
可以使用 C# typeof 运算符来创建表示可以为 null 的类型的 Type 对象：
代码如下:
System.Type type = typeof(int?);
还可以使用 System.Reflection 命名空间的类和方法来生成表示可以为 null 的类型的 Type 对象。但是，如果您试图使用 GetType 方法或 is 运算符在运行时获得可以为 null 的类型变量的类型信息，得到的结果是表示基础类型而不是可以为 null 的类型本身的 Type 对象。
如果对可以为 null 的类型调用 GetType，则在该类型被隐式转换为 Object 时将执行装箱操作。因此，GetType 总是返回表示基础类型而不是可以为 null 的类型的 Type 对象。