可为空的值类型(C# 参考)

可为 null 值类型 表示其基础值类型 的所有值及额外的 null 值。 例如,可以将以下三个值中的任意一个指定给 bool? 变量:truefalsenull。 基础值类型 T 本身不能是可为空的值类型。

注意

C# 8.0 引入了可为空引用类型功能。 有关详细信息,请参阅可为空引用类型。 从 C# 2 开始,提供可为空的值类型。

任何可为空的值类型都是泛型 System.Nullable<T> 结构的实例。 可使用以下任何一种可互换形式引用具有基础类型 T 的可为空值类型:Nullable<T>T?

需要表示基础值类型的未定义值时,通常使用可为空的值类型。 例如,布尔值或 bool 变量只能为 truefalse。 但是,在某些应用程序中,变量值可能未定义或缺失。 例如,某个数据库字段可能包含 truefalse,或者它可能不包含任何值,即 NULL。 在这种情况下,可以使用 bool? 类型。

声明和赋值

由于值类型可隐式转换为相应的可为空的值类型,因此可以像向其基础值类型赋值一样,向可为空值类型的变量赋值。 还可分配 null 值。 例如:

double? pi = 3.14;
char? letter = 'a';

int m2 = 10;
int? m = m2;

bool? flag = null;

// An array of a nullable value type:
int?[] arr = new int?[10];

可为空值类型的默认值表示 null,也就是说,它是其 Nullable<T>.HasValue 属性返回 false 的实例。

检查可为空值类型的实例

从 C# 7.0 开始,可以将 运算符与类型模式 结合使用,既检查 null 的可为空值类型的实例,又检索基础类型的值:

int? a = 42;
if (a is int valueOfA)
{
    Console.WriteLine($"a is {valueOfA}");
}
else
{
    Console.WriteLine("a does not have a value");
}
// Output:
// a is 42

始终可以使用以下只读属性来检查和获取可为空值类型变量的值:

以下示例中的使用 HasValue 属性在显示值之前测试变量是否包含该值:

int? b = 10;
if (b.HasValue)
{
    Console.WriteLine($"b is {b.Value}");
}
else
{
    Console.WriteLine("b does not have a value");
}
// Output:
// b is 10

还可将可为空的值类型的变量与 null 进行比较,而不是使用 HasValue 属性,如以下示例所示:

int? c = 7;
if (c != null)
{
    Console.WriteLine($"c is {c.Value}");
}
else
{
    Console.WriteLine("c does not have a value");
}
// Output:
// c is 7

从可为空的值类型转换为基础类型

如果要将可为空值类型的值分配给不可以为 null 的值类型变量,则可能需要指定要分配的替代 null 的值。 使用 Null 合并操作符执行此操作(也可将 Nullable<T>.GetValueOrDefault(T) 方法用于相同的目的):

int? a = 28;
int b = a ?? -1;
Console.WriteLine($"b is {b}");  // output: b is 28

int? c = null;
int d = c ?? -1;
Console.WriteLine($"d is {d}");  // output: d is -1

如果要使用基础值类型的默认值来替代 ,请使用 Nullable<T>.GetValueOrDefault() 方法。

还可以将可为空的值类型显式强制转换为不可为 null 的类型,如以下示例所示:

int? n = null;

//int m1 = n;    // Doesn't compile
int n2 = (int)n; // Compiles, but throws an exception if n is null

在运行时,如果可为空的值类型的值为 null,则显式强制转换将抛出 InvalidOperationException

不可为 null 的值类型 T 隐式转换为相应的可为空值类型 T?

提升的运算符

预定义的一元运算符和二元运算符或值类型 支持的任何重载运算符也受相应的可为空值类型 T? 支持。 如果一个或全部两个操作数为 null,则这些运算符(也称为提升的运算符)将生成 ;否则,运算符使用其操作数所包含的值来计算结果。 例如:

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

a++;        // a is 11
a = a * c;  // a is 110
a = a + b;  // a is null

注意

对于 bool? 类型,预定义的 &| 运算符不遵循此部分中描述的规则:即使其中一个操作数为 null,运算符计算结果也可以不为 NULL。 有关详细信息,请参阅布尔逻辑运算符一文的可以为 null 的布尔逻辑运算符部分。

对于比较运算符><=>=,如果一个或全部两个操作数都为 null,则结果为 false;否则,将比较操作数的包含值。 请勿作出如下假定:由于某个特定的比较(例如 <=)返回 false,则相反的比较 (>) 返回 true。 以下示例显示 10

  • 既不大于等于 null
  • 也不小于 null
int? a = 10;
Console.WriteLine($"{a} >= null is {a >= null}");
Console.WriteLine($"{a} < null is {a < null}");
Console.WriteLine($"{a} == null is {a == null}");
// Output:
// 10 >= null is False
// 10 < null is False
// 10 == null is False

int? b = null;
int? c = null;
Console.WriteLine($"null >= null is {b >= c}");
Console.WriteLine($"null == null is {b == c}");
// Output:
// null >= null is False
// null == null is True

对于相等运算符,如果两个操作数都为 null,则结果为 true;如果只有一个操作数为 null,则结果为 false;否则,将比较操作数的包含值。

对于不等运算符,如果两个操作数都为 null,则结果为 false;如果只有一个操作数为 null,则结果为 true;否则,将比较操作数的包含值。

如果在两个值类型之间存在用户定义的转换,则还可在相应的可为空值类型之间使用同一转换。

装箱和取消装箱

可为空值类型的实例 T?T?,如下所示:

  • 如果 HasValue 返回 false,则生成空引用。
  • 如果 HasValue 返回 true,则基础值类型 T 的对应值将装箱,而不对 Nullable<T> 的实例进行装箱。

可将值类型 T 的已装箱值取消装箱到相应的可为空值类型 T?,如以下示例所示:

int a = 41;
object aBoxed = a;
int? aNullable = (int?)aBoxed;
Console.WriteLine($"Value of aNullable: {aNullable}");

object aNullableBoxed = aNullable;
if (aNullableBoxed is int valueOfA)
{
    Console.WriteLine($"aNullableBoxed is boxed int: {valueOfA}");
}
// Output:
// Value of aNullable: 41
// aNullableBoxed is boxed int: 41

如何确定可为空的值类型

下面的示例演示了如何确定 System.Type 实例是否表示已构造的可为空值类型,即,具有指定类型参数 TSystem.Nullable<T> 类型:

Console.WriteLine($"int? is {(IsNullable(typeof(int?)) ? "nullable" : "non nullable")} value type");
Console.WriteLine($"int is {(IsNullable(typeof(int)) ? "nullable" : "non-nullable")} value type");

bool IsNullable(Type type) => Nullable.GetUnderlyingType(type) != null;

// Output:
// int? is nullable value type
// int is non-nullable value type

如示例所示,使用 typeof 运算符来创建 实例。

如果要确定实例是否是可为空的值类型,请不要使用 Object.GetType 方法获取要通过前面的代码测试的 Type 实例。 如果对值类型可为空的实例调用 Object.GetType 方法,该实例将Object.GetTypeObject。 由于对可为空的值类型的非 NULL 实例的装箱等同于对基础类型的值的装箱,因此 GetType 会返回表示可为空的值类型的基础类型的 Type 实例:

int? a = 17;
Type typeOfA = a.GetType();
Console.WriteLine(typeOfA.FullName);
// Output:
// System.Int32

另外,请勿使用 is 运算符来确定实例是否是可为空的值类型。 如以下示例所示,无法使用 is 运算符区分可为空值类型实例的类型与其基础类型实例:

int? a = 14;
if (a is int)
{
    Console.WriteLine("int? instance is compatible with int");
}

int b = 17;
if (b is int?)
{
    Console.WriteLine("int instance is compatible with int?");
}
// Output:
// int? instance is compatible with int
// int instance is compatible with int?

请改为使用第一个示例中的 Nullable.GetUnderlyingTypeNullable.GetUnderlyingType 运算符,以检查实例是否具有可为空的值类型。

注意

此部分中所述的方法不适用于可为空的引用类型的情况。

C# 语言规范

有关更多信息,请参阅 C# 语言规范的以下部分:

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