十九、可空类型（Nullable）

零、为什么引入可控类型？

原因	描述
现实需要	业务场景中常有“无值”的可能
类型安全	让值类型支持 null，增强类型系统
框架友好	更好地支持 ORM/序列化/LINQ 等
表意清晰	避免使用特殊默认值，如 -1 或 0
编译检查	编译器能提示未检查 null 的逻辑

一、什么是可空值类型？

int? a = null; // 相当于 Nullable<int> a = new Nullable<int>();

• int? 是 Nullable<int> 的语法糖。

• 可空类型只有两种状态：

  • HasValue = false → 表示为 null

  • HasValue = true → 表示有实际值

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二、空接合操作符（??）

int? x = null;
int y = x ?? 10; // 若 x 为 null，y 将被赋值为 10

这是 C# 的语法糖，目的是简化 null 检查和默认值设定逻辑。

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三、CLR 对 Nullable 的特殊支持

CLR 在处理可空值类型时做了许多优化，确保它们运行时与普通结构体不同：

1️⃣ 装箱行为

int? x = 5;
object o = x; // 只会装箱 int，不会装箱整个 Nullable<int>

• 如果 HasValue = true，只装箱值。

• 如果 HasValue = false，则 o 被赋为 null。

2️⃣ 拆箱行为

object o = 5;
int? x = (int?)o; // 正常

• 如果 o == null，结果为 int? = null

• 如果 o 是值，CLR 会自动包装成 Nullable<T>

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四、通过 Nullable 调用方法的行为

int? x = 5;
Console.WriteLine(x.GetType()); // 输出：System.Int32

说明：GetType() 是调用的真实值类型的方法，而不是 Nullable 本身。

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五、使用建议

使用场景	推荐方式
数据库字段对接	int?, DateTime?
与 UI 控件绑定	判断 HasValue 与 Value
避免装箱开销	优先使用原始值或 default

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六、示例代码

public static string FormatAge(int? age)
{
    return $"年龄：{age?.ToString() ?? "未填写"}";
}

public void Save(int? score)
{
    object boxed = score;
    Console.WriteLine(boxed ?? "空值");
}

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七、可能的坑点 ⚠️

object o = null;
int? i = (int?)o; // ✔️ 正确，返回 null

int i2 = (int)o; // ❌ NullReferenceException

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八、面试题推荐：

✅ 1. C# 中值类型能否赋值 null？怎么实现？

默认情况下，值类型（如 int、double、struct）不能赋值为 null，因为它们在内存中直接存储值。

但从 C# 2.0 开始，可以使用 Nullable<T> 或简写形式 T? 来创建可空值类型，从而支持 null：

int? age = null;             // 等价于 Nullable<int> age = new Nullable<int>();
Nullable<double> score = 95; // 明确使用 Nullable<T>

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✅ 2. Nullable<int> 与 int? 有什么区别？

它们在 语义和运行时表现上完全一致：

• int? 是 Nullable<int> 的语法糖（语言层面的简写）

• 编译后生成的 IL 和 CLR 识别都是 System.Nullable<T>

推荐使用 int?：更简洁、清晰，也符合 C# 风格规范。

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✅ 3. 装箱 Nullable<T> 时行为如何？与普通值类型有何不同？

普通值类型装箱

int x = 5;
object o = x; // 生成新的对象，装箱了 int

可空值类型装箱

int? x = 5;
object o = x; // 实际上只装箱 int，不是整个 Nullable<int>

int? y = null;
object o2 = y; // o2 被赋值为 null，而不是 box 任何值

结论：

• HasValue = true：只装箱内部值

• HasValue = false：结果就是 null（避免无意义装箱）

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✅ 4. 如何优雅地给 int? 提供默认值？

使用 空接合操作符 ??，简洁高效：

int? age = null;
int realAge = age ?? 18; // 如果 age 是 null，就用默认值 18

还可以配合表达式简写：

Console.WriteLine($"年龄：{age?.ToString() ?? "未填写"}");

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✅ 5. Nullable<T> 能否作为 Dictionary 的 Key？注意事项？

可以，但有几点注意：

✅ 可作为 Key 的前提：

• Nullable<T> 是值类型，可以参与字典键比较

• Dictionary 使用 Equals 和 GetHashCode 来判断键的唯一性

⚠️ 注意事项：

• null 本身不能作为 Dictionary 的 Key

• 使用 int? 作为 Key 时，null 和 5 是不同键：

var dict = new Dictionary<int?, string>();
dict[null] = "空值";
dict[5] = "五";

Console.WriteLine(dict[null]); // 输出：空值
Console.WriteLine(dict[5]);    // 输出：五

建议：在使用可空类型作为键时，明确区分是否允许 null 作为 Key，或使用 TryGetValue 安全访问。