可为空的值类型（C# 参考）

项目
04/07/2023

可为 null 值类型 T? 表示其基础值类型T 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：true、false 或 null。基础值类型 T 本身不能是可为空的值类型。

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> 或 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 true 或 false。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 true 或 false，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

可以将 is 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：

Nullable<T>.HasValue 指示可为空值类型的实例是否有基础类型的值。
如果 HasValue 为 true，则 Nullable<T>.Value 获取基础类型的值。如果 HasValue 为 false，则 Value 属性将引发 InvalidOperationException。

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 null，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 T 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 null；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 & 和 | 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<、>、<= 和 >=，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?已装箱，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 T 的 System.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 System.Type 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，该实例将装箱到 Object。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.GetUnderlyingType 和 typeof 运算符，以检查实例是否具有可为空的值类型。

备注

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：