为什么将空字符串连接起来是有效的，但调用“null.ToString()”却无效？

Question

这是有效的C#代码

var bob = "abc" + null + null + null + "123";  // abc123

这不是有效的C#代码

var wtf = null.ToString(); // compiler error

为什么第一条语句是有效的？

- superlogical

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我觉得你将 null.ToString() 命名为 wtf 很奇怪。为什么会让你感到惊讶？因为当你没有任何调用来源时，你无法调用实例方法。 - BoltClock

当然可以在空实例上调用实例方法。虽然在C#中不可能，但在CLR中是完全有效的 :) - leppie

关于String.Concat的答案几乎正确。实际上，问题中的特定示例是常量折叠之一，第一行中的null值被编译器消除-即它们在运行时不再存在-编译器已经擦除了它们。我在这里写了一个小独白，介绍了有关字符串连接和常量折叠的所有规则，以获取更多信息：https://dev59.com/sWox5IYBdhLWcg3wjE5i#9132374。 - Chris Shain

你可以给一个字符串添加内容，但你无法从空白创建一个字符串。 - raddrick

第二个语句无效吗？class null_extension { String ToString( Object this arg ) { return ToString(arg); } } - ctrl-alt-delor

Answer 1

第一个代码有效的原因：

来自MSDN：

在字符串连接操作中，C#编译器将null字符串视为空字符串，但不会转换原始null字符串的值。

有关+二元运算符的更多信息：

当一个或两个操作数是字符串类型时，二元+运算符执行字符串连接。

如果字符串连接的操作数为null，则会替换为空字符串。否则，任何非字符串参数都将通过调用继承自类型对象的虚拟ToString方法转换为其字符串表示形式。

如果ToString返回null，则会替换为空字符串。

第二个代码中出错的原因是：

null (C# Reference) - null关键字是表示空引用的字面量，它不引用任何对象。null是引用类型变量的默认值。

- Pranay Rana

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那这样行吗？var wtf = ((String)null).ToString(); 最近我在用Java工作，其中强制转换null是可能的，因为我已经有一段时间没有使用C#了。 - Jochem

你仍在试图在一个空对象上调用一个方法，所以我猜不行。将其视为null.ToString()与ToString(null)的区别。 - Svish

@Svish 是的，现在我再想起来，它是一个空对象，所以你是对的，它不起作用。在Java中也不会：空指针异常。没关系。谢谢你的回复！[编辑：在Java中进行了测试：NullPointerException。不同之处在于带有转换时可以编译，没有转换时不能编译]。 - Jochem

通常情况下，没有理由故意连接或ToString空关键字。如果需要一个空字符串，请使用string.Empty。如果您需要检查字符串变量是否为空，可以使用(myString == null)或string.IsNullOrEmpty(myString)。或者，要将空字符串变量转换为string.Empty，请使用myNewString = (myString == null ?? string.Empty)。 - csauve

@Jochem 强制转换会让它编译通过，但在运行时确实会引发 NullReferenceException 异常。 - jeroenh

Answer 2

因为C#中的+运算符在内部转换为静态方法String.Concat。此方法将null视为空字符串处理。如果你查看反射器中String.Concat的源代码，你会发现它：

// while looping through the parameters
strArray[i] = (str == null) ? Empty : str;
// then concatenate that string array

（MSDN也提到了这一点：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/k9c94ey1.aspx）

另一方面，ToString()是一个实例方法，您不能在null上调用它（应该使用什么类型来表示null？）。

- Botz3000

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String类中没有+运算符。那么是编译器将其转换为String.Concat吗？ - superlogical

@superlogical 是的，编译器就是这么做的。所以实际上，在 C# 中对字符串使用 + 运算符只是 String.Concat 的语法糖。 - Botz3000

此外，编译器会自动选择最合适的Concat重载。可用的重载有1、2或3个对象参数，4个对象参数+__arglist和一个params对象数组版本。 - Wormbo

那里修改了哪个字符串数组？当给定一个非空字符串数组时，Concat是否总是创建一个新的非空字符串数组，还是有其他情况发生？ - supercat

@supercat 修改后的数组是一个新数组，然后传递给一个私有的辅助方法。您可以使用反射器自己查看代码。 - Botz3000

Answer 3

第一个示例将被翻译为：

var bob = String.Concat("abc123", null, null, null, "abs123");

Concat 方法检查输入并将 null 转换为空字符串。

第二个示例将被翻译为：

var wtf = ((object)null).ToString();

因此，这里将生成一个null引用异常。

- Viacheslav Smityukh

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实际上，会抛出一个 AccessViolationException 异常 :) - leppie

وˆ‘هˆڑهˆڑهپڑن؛† :) ((object)null).ToString() => AccessViolation ((object)1 as string).ToString() => NullReference - leppie

我遇到了NullReferenceException异常。DN 4.0 - Viacheslav Smityukh

有趣。当我把 ((object)null).ToString() 放在 try/catch 中时，我也会得到 NullReferenceException。 - leppie

糟糕，我的错！：*( 我使用了 ((string)null).ToString()，这会导致访问冲突。 - leppie

除了它不会抛出 AccessViolation，这里会抛出 NullReferenceException。为什么会抛出呢？ - jeroenh

Answer 4

你的代码的第一部分就像在 String.Concat 中一样被处理，

当你添加字符串时，C# 编译器会调用这个方法。"abc" + null 会被转换成 String.Concat("abc", null)，

并且在内部，该方法会将 null 替换为 String.Empty。所以，这就是为什么你的代码的第一部分不会抛出任何异常。它就像是

var bob = "abc" + string.Empty + string.Empty + string.Empty + "123";  //abc123

你的代码第二部分会抛出异常，因为“null”不是对象，null关键字是表示空引用的字面值，它不指向任何对象。null是引用类型变量的默认值。

ToString()是一个方法，只能由对象实例调用，而不能由任何字面值调用。

- Talha

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String.Empty 不等于 null。在一些方法中（如 String.Concat）它们只是被同样对待而已。例如，如果你有一个字符串变量设置为 null，当你尝试在其上调用一个方法时，C# 不会用 String.Empty 来替换它。 - Botz3000

几乎是。在C#中，null并不像String.Empty那样处理，只是在连接字符串时被视为如此。当你添加字符串时，C#编译器调用的是String.Concat方法。 "abc" + null会被翻译成 String.Concat("abc", null)，而在内部，该方法将null替换为String.Empty。第二部分完全正确。 - Botz3000

Answer 5

在先于.net的COM框架中，任何接收字符串的例程在完成任务后必须释放它。由于空字符串很常见地传入和传出例程，并且试图“释放”空指针被定义为合法的无操作，因此Microsoft决定将空字符串指针表示为空字符串。

为了兼容COM，.net中的许多例程将解释空对象作为空字符串的合法表示。通过进行一些细微的更改（最重要的是允许实例成员指示“不要作为虚拟调用”），.net及其语言可以使已声明类型为String的null 对象的行为更像空字符串。如果Microsoft这样做了，他们也必须使Nullable工作方式有所不同（以允许Nullable - 无论如何都应该这样做）和/或定义一个NullableString类型，它与String大多数情况下是可互换的，但不会将null视为有效的空字符串。

事实上，有一些情况下，null将被视为合法的空字符串，而其他情况则不会。这并不是非常有帮助的情况，但程序员应该意识到。通常，形式为stringValue.someMember的表达式将在stringValue为null时失败，但大多数框架方法和接受字符串参数的运算符将把null视为空字符串。

- supercat

Answer 6

'+'是一个中缀运算符。像所有的运算符一样，它实际上是在调用一个方法。你可以想象一个非中缀版本"wow".Plus(null) == "wow"

实现者决定采用以下方式...

class String
{
  ...
  String Plus(ending)
  {
     if(ending == null) return this;
     ...
  }
} 

所以，你的例子变成了：

var bob = "abc".Plus(null).Plus(null).Plus(null).Plus("123");  // abc123

这与

相同。

var bob = "abc".Plus("123");  // abc123

在任何情况下，null都不会成为一个字符串。因此，null.ToString()和null.VoteMyAnswer()是没有区别的。 ;)

- Nigel Thorne

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实际上，它更像是 var bob = Plus(Plus(Plus(Plus("abc",null),null),null),"123");。 操作符重载本质上是静态方法：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/s53ehcz3(v=VS.71).aspx 如果不是这样，那么 var bob = null + "abc"; 或尤其是 string bob = null + null; 将无效。 - Ben Mosher

你说得对，我觉得如果我用那种方式解释会让人感到困惑。 - Nigel Thorne

Answer 7

我猜是因为它是一个不指向任何对象的字面量。ToString() 需要一个对象。

- Saeed Neamati

Answer 8

在这个讨论串中，有人说你不能从空无中创造字符串（我认为这是一个不错的说法）。但是是可以的 :-)，下面的示例说明了这一点：

var x = null + (string)null;     
var wtf = x.ToString();

代码完全正常，没有抛出异常。唯一的区别是您需要将其中一个null强制转换为字符串 - 如果删除(string)强制转换，则示例仍会编译，但会引发运行时异常：“运算符'+'在类型为''和''的操作数上不明确”。

N.B.在上面的代码示例中，x的值并不是null，而是在将操作数之一转换为字符串后变成了空字符串。

稍微有些不同的是 var a = ((string)null).ToString(); - 它可以编译，但会抛出NullReferenceException异常。在这种情况下，因为null值上不允许使用“.”操作符，所以会抛出异常。在此处使用?.将起作用（但此时不会执行ToString）。编译器将正确地将变量a创建为字符串。

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C# / .NET中另一个有趣的事实是，如果考虑不同的数据类型，则处理null的方式并不总是相同。

int? x = 1;  //  string x = "1";
x = x + null + null;
Console.WriteLine((x==null) ? "<null>" : x.ToString());

考虑代码片段的第一行：如果x是一个可空整数变量（即int?），包含值1，那么你会得到结果<null>。如果它是一个字符串（如注释所示）且值为"1"，则你会得到"1"而不是<null>。 注意：还有一个有趣的事实：如果你使用var x = 1;作为第一行，则会导致运行时错误。为什么？因为赋值将变量x转换为数据类型int，它不是可空的。编译器在此处不假定int?，因此在第二行中添加null时失败。

- Matt

Answer 9

将null添加到字符串中会被简单地忽略。在您的第二个示例中，null不是任何对象的实例，因此它甚至没有ToString()方法。它只是一个字面量。

- Thorsten Dittmar

Answer 10

因为在连接字符串时，string.Empty和null没有区别。 你也可以将null传递给string.Format。但是，如果您试图在null上调用方法，则始终会导致NullReferenceException并因此生成编译器错误。
如果出于某种原因您真的想这样做，您可以编写一个扩展方法，检查null，然后返回string.Empty。但是，在我看来，只有在绝对必要的情况下才应使用这样的扩展。

- Franky