为什么空语句 ToString() 返回一个空字符串？

Question

我想知道下面两个语句之间的区别：

1. Causes a NullReferenceException - it is OK.

   object test1 = default(int?);
   object result = test1.ToString();
   

2. Returns an empty string "", why?

   object test2 = default(int?).ToString();
   

3. This is same as 2.

   int? test3 = null;
   if (test3.ToString() == string.Empty) //returns true
   {
       Console.WriteLine("int? = String.Empty, isn't it strange?").
   }
   

4. And just for fun - I can prove that bool can be equal to int value (hmmm how? bool can be only false, or true and int never can be that).

   if (default(int?).ToString() == default(bool?).ToString()) //returns true because both are empty strings
   {
       Console.WriteLine("int = bool");
   }
   

注意: default(int?) 返回 null。

- Misha Zaslavsky

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Nullable<T> 是一个值类型，实际上不能为 null。它只是以一种编程方式编写，使得与 null 的比较在 HasValue 属性为 false 时返回 true。（将其设置为 null 将会将 HasValue 属性设置为 false） - dialer

https://dev59.com/f2gu5IYBdhLWcg3wRlFh?rq=1 - usha

“object test2 = default(int?).ToString();” 在 ILSpy 中被翻译为 “object test2 = ((object)null).ToString();”，但第二行会抛出异常。可能是 ILSpy 的问题吗？否则 Servy 的答案看起来是完美的。 - Habib

为了更有趣，尝试在未抛出异常的情况下调用ToString()的默认(int?)上调用GetType()。装箱可能有点棘手。 - Dan Bryant

Answer 1

int?是一个Nullable<int>。 Nullable是一个结构体，这意味着它是一个值类型，而不是引用类型。实际上，test3并没有设置为null。将null赋值给它实际上会创建一个新的结构，该结构的HasValue字段被设置为false而不是true。（需要特殊编译器支持才能进行这样的隐式转换；因此您无法拥有自己的执行此操作的MyNullable<T>类型。）

由于可空对象具有实际值，因此可以调用ToString并提供有意义的值，在这种情况下是空字符串。

当通过将可空值放入object变量中来装箱时，它将导致在该变量中存储一个实际的null值，这就是为什么调用其上的方法会导致NRE的原因。

当可空值类型被装箱时，它不会将可空值类型装箱；相反，如果没有值，则将null分配给对象，如果有值，则该基础值被解包然后装箱。（运行时需要特殊支持才能实现此行为，这是您无法制作自己的MyNullable<T>类型的另一个原因。）

- Servy

Answer 2

在C语言中，使用标记.访问左操作数的成员，使用->访问左操作数所持有指针（引用）指向的对象的成员。如果->的左操作数为空，则会出现空引用。在C#中，当应用于值类型时，.具有前一种含义，而当应用于类类型时，.具有后一种含义；在C#中对空的类类型变量使用.将触发NullReferenceException异常。

.NET类型Nullable<T>是一个两个字段的结构，其中包含一个布尔字段，指示它是否具有有意义（非空）的值，并且值类型T的字段表示该值是什么（如果不为null）。尽管编译器允许将Nullable<T>分配为null或将其与null进行比较，但在前一种情况下的null实际上只是默认实例的简写形式（其中“has-value”标志为false，值字段保存类型T的默认值），而与null的比较实际上只是检查HasValue属性的简写形式（它反过来查看Boolean字段）。在例如为“null”的Nullable<int>上调用ToString在语义上与在包含False和0值的Boolean和Int32的任何其他结构上调用它没有区别。编译器处理可空类型的方式有几种，但默认值的Nullable<int>保持[False, 0]，而不是null引用。

请注意，第一个示例由于框架应用于可空类型的“特殊”规则之一而抛出异常。将值类型转换为Object或另一个引用类型通常会指示运行时创建一个对象，该对象将表现为具有与结构相匹配的字段和成员的类对象，并返回对该新对象的引用——这个过程称为“装箱”。因为可空类型的设计者希望允许代码使用if (NullableThing == null)而不是（在我看来语义更清晰的）if (!NullableThing.HasValue)，所以运行时被实现为装箱一个其HasValue字段为false的可空类型将产生null引用，而不是对Nullable<T>的默认值实例的引用。虽然我认为有些值类型使用不同的装箱和拆箱方法是有意义的情况，但可空类型是唯一可以使用除正常装箱外其他方法的类型。

- supercat

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这个解释是正确的，但不完整：它没有解释为什么在第一种情况下会抛出异常...这是因为“null”可空类型被装箱成了一个空引用。 - Thomas Levesque