⭐ 1.6 空值¶

在上一节，使用Console.ReadLine()的时候引发了两个警告：

CS8600：将 null 文本或可能的 null 值转换为不可为 null 类型。
CS8602：解引用可能出现空引用。

当时说暂时忽略它们，要是有强迫症的话，你一定早就看它们不顺眼了。现在我们就来动手解决吧。

可空类型¶

将鼠标指针停留在ReadLine()方法上，检查一下IntelliSense提示：

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原来这个方法的返回值的类型是string?。为什么有个问号？难道它也不确定返回的是不是字符串？

在某个类型名称后面加一个问号，会让这个类型变成可为null类型，或者说可空类型（nullable types）。null是什么意思？就是“没有”、“空”的意思！

null是空字符串吗？

if (null == string.Empty)
{
    Console.WriteLine("This will never be printed.");
}
else
{
    Console.WriteLine("This will always be printed.");
}

很明显不是。如果string实例是杯子的话，string.Empty就是空杯子，而null表示根本没有杯子。同理，null是0吗？也不是。0就是数字0，null是没有数字的意思。

我们这就来声明一些可空变量玩玩：

string? nullableString = null;
nullableString = "I'm not null anymore!";
nullableString = null;

int? nullableInt = null;
nullableInt = 100;
nullableInt = null;

真不错！普通类型变成可空类型之后，它们的值就能是null了。那这有什么用呢？

有一大用处是用null来作为初始值或者默认值。我们上一节不是搞了一个猜数字游戏嘛？当时我们设计了一个布尔变量isGuessed来表示玩家有没有赢，并且给它定的默认值是false（输）对不对？

假如把这个游戏做成web应用，就会有用户明明猜中了数字，但因为网络原因没能把isGuessed设置成true的可能性。假如isGuessed在赢（true）和输（false）之外有第三个选择null，用来表示“胜负未定”的状态不就能改善这个问题吗？

bool? isGuessed = null;

第二个用处是，我们本来期望某项操作产出一个东西，但是有失败的风险。因此我们可以把这个操作的返回值设置为可空类型，万一操作失败了就返回null作为保底，避免直接抛出错误。而我们也正好可以通过检查产物是不是null来知晓操作究竟有没成功。发现了吗？Console.ReadLine()不正是这样吗！

可空类型与原类型之间的转换¶

对于原类型来说，可空类型虽然是“亲戚”，但毕竟不是一家人，不进一家门：

double? nullableDouble = 2.71;
double normalDouble = nullableDouble;

❌CS0266：无法将类型“double?”隐式转换为“double”。存在一个显式转换(是否缺少强制转换?)

是的，又回到隐式转换了。复习一下：范围小的能隐式转换为范围大的，对吧？可空类型比原类型的表达范围多了一个null，因此可空类型不能隐式转换为原类型。而反过来就可以：

double normalDouble = 2.71;
double? nullableDouble = normalDouble;

为什么string?转换为string不是引发错误，而是警告？噢~它终于露出马脚了。本章介绍的所有类型都是“值类型”，只有string类型是例外——它是披着值类型皮的“引用类型”。我们先不深究什么是“值类型”，什么是“引用类型”。

但是提示一下，“数值类型”（numeric types）和“值类型”（value types）是两个概念，前者是数字，包括整数类型和浮点数类型。

行。那怎么安全地把可空类型转换为原类型呢？对于值类型，我们有三板斧：HasValue、Value、GetValueOrDefault()。前两个不带括号()，是实例属性；最后一个带括号，是实例方法。

让我们以字符为值类型的代表。先创建一个可空字符实例：

char? nullable = null;

由于我们不知道它是空的还是存有字符，所以先用HasValue来做个判断：

char? nullable = null;

if (nullable.HasValue)
{
    Console.WriteLine("它不是空的");
}
else
{
    Console.WriteLine("它是空的");
}

如果它不是空的，那我们就可以用Value来获取它的值，把值安全地赋予char类型的变量result。万一是空的呢？我们可以提前给result设定一个初始值，假如可空变量是空的就继续用初始值好了：

char? nullable = null;
char result = '\0'; // 设置初始值

if (nullable.HasValue)
{
    Console.WriteLine("它不是空的");
    result = nullable.Value;
}
else
{
    Console.WriteLine("它是空的");
}

上面方法虽然麻烦了一点，但好处是我们可以自由设置变量的初始值。如果想一步到位，可以用GetValueOrDefault()方法。顾名思义，如果可空变量不是空的就获取它的值，反之返回原类型的默认值。

下面的列表给出了目前我们学过的各种类型的默认值，它们都是固定的：

类型	默认值
数值类型	`0`
bool类型	`false`
char类型	`'\0'`
引用类型（包括`string`）	`null`

Note

注意string类型的默认值是null，而不是string.Empty。

重申：虽然上表把引用类型也列进去了，但刚刚说的三板斧是针对值类型的。你可以发现string?类型根本不支持HasValue、Value或GetValueOrDefault()。

对于可空字符串类型，我们使用静态方法string.IsNullOrEmpty()来判断它是否为null或string.Empty。类似的方法还有判断是否为null或者空格的string.IsNullOrWhiteSpace()。

别绕晕了！注意它们是静态方法，和string类型绑定。但它们判断的对象是string?类型的实例：

string? a = null;

if (string.IsNullOrEmpty(a))
{
    Console.WriteLine("a is null or empty.");
}

Tip

在字符串连接、内插操作中，C# 编译器将null字符串视为空字符串""进行处理。

与可空性有关的运算符¶

空包容运算符¶

可空性是一个让人又爱又恨的功能。一方面，它给我们提供了一个绝佳的表示值缺失、状态异常等意图的工具；另一方面，它也让各种警告和错误常驻你的错误列表。

有时候，让人抓狂的是“明明这个实例非空，但编译器硬说它可能是空值”。遇到这种情况，在经过仔细确认实例的确不可能是null的时候，可以在实例名称的末尾加一个感叹号!，告诉编译器这个实例真的不是null。

string? maybeNull = Console.ReadLine();
string absoluteNotNull = maybeNull!;
int len = maybeNull!.Length;

本来可空的maybeNull赋值给absoluteNotNull必然会引发警告“将 null 文本或可能的 null 值转换为不可为 null 类型”。但是加上感叹号，也就是空包容运算符以后，编译器也就不再追究这个问题，而是选择相信你的判断。

当然，要是被你断言不可能为空的实例真的为空了，就准备好接受NullReferenceException等运行时错误的拷打吧！

Note

请注意区分空包容运算符（位于可空实例末尾）和逻辑取反运算符（位于布尔类型实例的前面）。

空合并运算符¶

检查可空实例是否为空，如果非空就取它的值，如果是空的就用备用值。这是一个可空变量的高频使用场景。我们刚才一直在用if-else语句，不如试一下三元表达式吧：

// 值类型
char? nullable = null;
char result1 = nullable.HasValue ? nullable.Value : '\0';

// 引用类型
string? input = Console.ReadLine();
string result2 = (!string.IsNullOrEmpty(input)) ? input : "";

值类型和引用类型都可以通过与null做相等/不相等关系运算判断是否为空：

// 值类型
char? nullable = null;
char result1 = (nullable != null) ? nullable.Value : '\0';

// 引用类型
string? input = Console.ReadLine();
string result2 = (input != null) ? input : "";

而且，三元表达式还能继续简化为空合并表达式，真可谓语法糖的语法糖：

// 值类型
char? nullable = null;
char result1 = nullable ?? '\0';

// 引用类型
string? input = Console.ReadLine();
string result2 = input ?? "";

空合并运算符??是一个二元运算符。A ?? B表示，如果A不是空的，就返回A；否则返回B。通常A是可能为空的值，B是其备用值。

记忆助手

让谁上场 = 主力选手 ?? 替补选手

空合并运算符也支持复合赋值。回忆一下，a += 2就是a = a + 2的意思。类推过来，A ??= B就应该是A = A ?? B。也就是说，先判断A是不是空的，如果不是，就把A赋值给A——原地TP，什么也没做；否则把B赋值给A。

测验时间¶

每次讲到语法糖，都是先展示复杂的语法，再介绍简化后的语法。这次我们反过来，请把A ??= B还原为if-else语句。

查看答案

if (A == null)
{
    A = B;
}

条件访问和条件索引¶

费了一番功夫，我们总算是把警告 CS8600：“将 null 文本或可能的 null 值转换为不可为 null 类型”给搞明白了。也对可空值类型和引用类型分别给出了安全的转换为原类型的方法。

那我们现在就转向第二个警告 CS8602：解引用可能出现空引用。

“引用”？看来这个警告和引用类型有关。暂且建立一个对值类型和引用类型的初步认知吧。

我想喝奶茶🧋。也许我桌面上正好放着一杯，直接拿过来就喝。这就是我们一直以来对待数值、布尔、字符等值类型的方式。

但是引用类型就有点不同了：它不是一杯随手拿得到的奶茶，而是——商铺的点单程序。下单之后，外卖骑手会把奶茶从店铺送到我手上，这个过程就叫做解引用（dereferencing）。

很好理解，假如这家店已经摇摇欲坠，有倒闭的风险（可为空），点单之后，骑手过去发现已经人去楼空，给我配送空气吗？

string? milktea = null;
bool a = milktea.Contains("black tea");

连奶茶都没送来，还想对着空气研究是不是用的红茶么？有点搞笑了。

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测验时间¶

用上刚刚学会的知识，判断milktea是否为空，然后仅对非空的情况搜索是否包含"black tea"。

查看答案

string? milktea = null;
bool? a = null;

if (milktea != null)
{
    a = milktea.Contains("black tea");
}

条件访问运算符?.就是专门用于这种情况的语法糖。

string? milktea = null;
bool? a = milktea?.Contains("black tea");

它的含义很明确：想要通过A?.B访问可空实例A的成员B，先检查A是不是null。如果不是，那就正常访问B，并返回B的返回值；如果A是空的，那就返回null。

“返回B的返回值”好像有点“粉碎粉碎机的粉碎机”的意思。但是看下面两个例子你就明白了：

string? milktea = "Made with milk and black tea.";

// （1）访问方法
bool? a = milktea?.Contains("black tea");
// （2）访问属性
int? b = milktea?.Length;

条件访问运算符检测到milktea非空，访问方法Contains()，它会返回true。这个true再被条件访问运算符返回给变量a。访问属性Length的话，它也会返回一个整数29，条件访问运算符再把这个29返回给变量b。

如果你不希望a和b是可空类型的话，就使用可空运算符给它们一个兜底的备用值吧：

string? milktea = "Made with milk and black tea.";

// （1）访问方法
bool a = milktea?.Contains("black tea") ?? false;
// （2）访问属性
int b = milktea?.Length ?? 0;

这样一来，如果milktea是null，成员无法访问，我们就能立刻启用备用值。

条件索引运算符?[]的原理和条件访问完全一样。A?[i]尝试获取A的第i个元素，假如A非空就正常地获取；反之返回null。

假如milktea不是null就获取它的首个字符，以及最后3个字符：

string? milktea = "Made with milk and black tea.";

char? a = milktea?[0];
string? b = milktea?[^3..];

第一章到这里就结束了！为你的毅力喝彩🎊🎊🎊