可空类型

值类型变量不能为null

对于一个引用类型变量来说，其值是一个引用，而值类型是它的真实数据。

一个非空引用值提供一个访问对象的途径，null相当于一个特殊的值。

内存中用全零来表示null，清除一整块内存开销最低，所以对象选择用这种方式来初始化，本质上是和其他引用一样的方式来存储的。

在C#1种表示空值的模式

模式一：魔值

选定一个值来表示空值。好处：不需浪费任何内存，不需添加任何类型。坏处：这个值永远不能表示真正的数据。

ADO.NET中，所有类型空值都用魔值DBNull.Value来表示。

模式二：引用类型包装

有两种形式：

一种：直接用object作为变量类型。

另一种：假定值类型A可空，就为它准备一个引用类型B，在引用类型B中，包含值类型A的一个实例变量。

都存在一个问题：虽然允许直接使用null，但都要求在堆上创建对象。

模式三：额外的布尔标志

使用一个普通类型的值类型的值，同时用另一个值来表示值的真正存在。

System.Nullable<T>和System.Nullable

可空类型的核心是System.Nullable<T>

System.Nullable<T>简介

Nullable<T>是一个泛型，类型参数T有一个值类型约束。T的类型是可空类型的基础类型

Nullable<T>最重要部分是它的属性，HasValue和Value。它有两个构造函数，默认构造函数创建一个没有值的实例，另一个接受T的一个实例作为值，实例一经创建，就是不易变的。

1. #region 4-1使用Nullable<T>的各个成员
2. Nullable<int> x = 5;//包装等于5的值
3. x = new Nullable<int>(5);
4. Console.WriteLine("Instance with value:");
5. Display(x);
7. x = new Nullable<int>();//构造没有值的实例
8. Console.WriteLine("Instance with value:");
9. Display(x);
10. #endregion

1. #region 4-1
2. static void Display(Nullable<int> x)//显示诊断结果
3. {
4. Console.WriteLine("HasValue:{0}", x.HasValue);// 如果当前的 System.Nullable<T> 对象具有值，则为 true；如果当前的 System.Nullable<T> 对象没有值，则为false。
5. if (x.HasValue)//只有有值是才执行，避免异常
6. {
7. Console.WriteLine("Value:{0}", x.Value);//如果 System.Nullable<T>.HasValue 属性为 true，则为当前 System.Nullable<T> 对象的值。 如果System.Nullable<T>.HasValue 属性为 false，则将引发异常。
8. Console.WriteLine("Explicit conversion:{0}", (int)x);//显示转换
9. }
10. Console.WriteLine("GetValueOrDefalt():{0}", x.GetValueOrDefault());// 如果 System.Nullable<T>.HasValue 属性为 true，则为 System.Nullable<T>.Value 属性的值；否则为当前System.Nullable<T> 对象的默认值。
11. Console.WriteLine("GetValueOrDefalt(10):{0}", x.GetValueOrDefault(10));// 如果 System.Nullable<T>.HasValue 属性为 true，则为 System.Nullable<T>.Value 属性的值；否则为defaultValue 参数。
12. Console.WriteLine("ToString():\"{0}\"", x.ToString());// 如果 System.Nullable<T>.HasValue 属性为 true，则是当前 System.Nullable<T> 对象的值的文本表示形式；如果System.Nullable<T>.HasValue 属性为 false，则是一个空字符串 ("")。
13. Console.WriteLine("GetHashCode():\"{0}\"", x.GetHashCode());// 如果 System.Nullable<T>.HasValue 属性为 true，则为 System.Nullable<T>.Value 属性返回的对象的哈希代码；如果System.Nullable<T>.HasValue 属性为 false，则为零。
14. Console.WriteLine();
15. }
16. #endregion

Nullable<T>装箱和拆箱

Nullable<T>是一个值类型，可以转换成引用类型。

1. #region 4-2可空类型的装箱和拆箱行为
2. Nullable<int> nullable = 5;
4. object boxed = nullable;//装箱成“有值的可空类型实例”
5. Console.WriteLine(boxed.GetType());
7. int normal = (int)boxed;//拆箱成非可空变量
8. Console.WriteLine(normal);
10. nullable = (Nullable<int>)boxed;//拆箱成可控变量
11. Console.WriteLine(nullable);
13. nullable = new Nullable<int>();
14. boxed = nullable;//装箱成没有值的可空类型实例
16. Console.WriteLine(boxed == null);
18. nullable = (Nullable<int>)boxed;//拆箱成可空变量
19. Console.WriteLine(nullable.HasValue);
20. #endregion

Nullable<T>实例的相等性

first.Equals(second)具体规则：

• 如果first没有值，second为null，相等
• 如果first没有值，second不为null，不相等
• 如果first有值，second为null，不相等
• first等于second，相等

C#可空类型提供的语法糖

？修饰符

1. #region 4-3使用？修饰符
2. int? nullable = 5;
4. object boxed = nullable;
5. Console.WriteLine(boxed.GetType());
7. int normal = (int)boxed;
8. Console.WriteLine(normal);
10. nullable = (int?)boxed;
11. Console.WriteLine(nullable);
13. nullable = new int?();
14. boxed = nullable;
15. Console.WriteLine(boxed == null);
17. nullable = (int?)boxed;
18. Console.WriteLine(nullable.HasValue);
19. #endregion

使用null进行赋值和比较

C#编译器允许null在比较和赋值时表示可空类型的空值

1. #region 4-4
2. class Person
3. {
4. DateTime birth;
5. DateTime? death;
6. string name;
8. public TimeSpan Age
9. {
10. get
11. {
12. if (death == null)//检查HasValue IL: if (!this.death.HasValue)
13. {
14. return DateTime.Now - birth;//IL: return (TimeSpan) (DateTime.Now - this.birth);
15. }
16. else
17. {
18. return death.Value - birth;//拆包进行计算 IL:return (this.death.Value - this.birth);
19. }
20. }
21. }
23. public Person(string name, DateTime birth, DateTime? death)
24. {
25. this.birth = birth;
26. this.death = death;
27. this.name = name;
28. }
29. }
30. #endregion

1. #region 4-4Person
2. Person turing = new Person("Alan Turing", new DateTime(1912, 6, 23), new DateTime(1954, 6, 7));
4. Person knuth = new Person("Donald Knuth", new DateTime(1938, 1, 10), null);
5. Console.WriteLine("turing age:{0}", turing.Age.Days);
6. Console.WriteLine("knuth age:{0}", knuth.Age);
7. #endregion

可空转换和操作符

一个非空的值类型支持一个操作符或者一种转换，那个操作符或转换涉及其他非可空的值类型时，那么可空的值类型也支持相同的操作符或转换，通常将非可空的值类型转换成它们的可空等价物。

可空逻辑bool？

对可空类型使用as操作符

结果：可空类型的某个值——空值（如果原始引用为错误类型或空）或有意义的值

1. #region 对可空类型使用as
2. PrintValueAsInt32(5);
3. PrintValueAsInt32("some");
4. #endregion

1. #region 对可空类型使用as
2. static void PrintValueAsInt32(object o)
3. {
4. int? nullable = o as int?;
5. Console.WriteLine(nullable.HasValue ? nullable.ToString() : "null");
6. Console.WriteLine(nullable.ToString());
7. }
8. #endregion

空合并操作符？？

可用于值类型和引用类型

结合性为右结合

1. //使用可空操作符？？
2. public TimeSpan Age
3. {
4. get
5. {
6. return (death ?? DateTime.Now) - birth;
7. }
8. }

可空类型的其他用法

尝试一个不使用输出参数的操作

用一个返回值来判断操作是否成功，并用一个输出参数来返回真正的结果。

1. #region Tryxxx模式的备选实现 int?其他用法
2. int? parsed = TryParse("12121");
3. if (parsed != null)
4. {
5. Console.WriteLine("Parsed to {0}", parsed.Value);
6. }
7. else
8. {
9. Console.WriteLine("Couldn't parse");
10. }
11. #endregion

1. #region 4-5
2. static int? TryParse(string text)
3. {
4. int ret;
5. if (int.TryParse(text, out ret))
6. {
7. return ret;
8. }
9. else
10. {
11. return null;
12. }
13. }
14. #endregion

空合并操作符用于比较

1. #region 4-6 部分比较 int?使用方法
2. public static class PartialComparer
3. {
4. public static int? Compare<T>(T first, T second)
5. {
6. return Compare(Comparer<T>.Default, first, second);
7. }
9. public static int? Compare<T>(Comparer<T> comparer, T first, T second)
10. {
11. int ret =comparer.Compare(first,second);
12. return ret==0?new int?():ret;
13. }
15. public static int? ReferenceCompare<T>(T first, T second) where T : class
16. {
17. return first == second ? 0
18. : first == null ? -1
19. : second == null ? 1
20. : new int?();
21. }
22. }
23. #endregion