可空引用类型与泛型返回类型

Question

可空引用类型与泛型返回类型

c#genericsc#-8.0nullable-reference-types

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我正在尝试使用新的C# 8可空引用类型功能，并在重构代码时遇到了这个（简化的）方法：

public T Get<T>(string key)
{
    var wrapper = cacheService.Get(key);
    return wrapper.HasValue ? Deserialize<T>(wrapper) : default;
}

现在，这会给出一个警告

可能的空引用返回

这是合乎逻辑的，因为对于所有引用类型，default(T)将返回null。起初，我想将其更改为以下内容： public T? Get(string key)

但是这是不可能的。它说我要么添加一个泛型约束where T：class或where T：struct。但这不是一个选项，因为它可以是两者（我可以将int或int？或FooBar实例或任何东西存储在缓存中）。我还读到了一个所谓的新泛型约束where class？，但那似乎行不通。

我唯一能想到的简单解决方案是使用空值运算符更改返回语句：

return wrapper.HasValue ? Deserialize<T>(wrapper) : default!;

但这感觉不对，因为它肯定可以为空，所以我基本上在向编译器撒谎。。

我该如何解决这个问题？我是不是漏掉了某些非常明显的东西？

- Razzie

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在编写方法时，同时支持 Nullable<T> 和引用类型一直是一个问题。这似乎只是该问题的延续。我找到的唯一好的解决办法是编写这些方法的 Get 和 GetStruct 两个版本。 - Dave Cousineau

4个回答

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我认为在这种情况下，default! 是你能做的最好的。

之所以 public T? Get<T>(string key) 不起作用，是因为可空引用类型与可空值类型非常不同。

可空引用类型仅仅是编译时的事情。问号和感叹号只是编译器用来检查可能的 null 值。对于运行时来说，string? 和 string 是一样的。

而可空值类型则是语法糖，表示为 Nullable<T>。当编译器编译你的方法时，它需要决定你方法的返回类型。如果 T 是引用类型，你的方法将具有返回类型 T。如果 T 是值类型，则方法将具有返回类型 Nullable<T>。但是当 T 可以是两者时，编译器不知道该如何处理。它肯定不能说“如果 T 是引用类型，返回类型是 T，如果 T 是值类型，则返回类型是 Nullable<T>”。因为 CLR 不会理解这个。一个方法应该只有一个返回类型。

换句话说，如果你想返回 T?，就等于是说你想要返回 T 当 T 是引用类型时，并返回 Nullable<T> 当 T 是值类型时。这似乎不是一个有效的方法返回类型，对吧？

作为一个非常糟糕的解决办法，你可以声明两个名称不同的方法 - 一个将 T 约束为值类型，另一个将 T 约束为引用类型：

public T? Get<T>(string key) where T : class
{
    var wrapper = cacheService.Get(key);
    return wrapper.HasValue ? Deserialize<T>(wrapper) : null;
}

public T? GetStruct<T>(string key) where T : struct
{
    var wrapper = cacheService.Get(key);
    return wrapper.HasValue ? (T?)Deserialize<T>(wrapper) : null;
}

- Sweeper

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@craig 我认为 ! 是一个“空断言运算符”。它告诉编译器：“我‘知道’这不是空的，所以请不要给我警告”。 - Dave Cousineau

1

它被称为空值容忍运算符：https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/operators/null-forgiving - 321X

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在C# 9中，您可以更自然地表达无约束泛型的空值性：

public T? Get<T>(string key)
{
    var wrapper = cacheService.Get(key);
    return wrapper.HasValue ? Deserialize<T>(wrapper) : default;
}

注意，在默认表达式上没有 ! 运算符。与您原始示例唯一的区别是在 T 返回类型中添加了 ?。

- Drew Noakes

太好了！你知道在C#9规范的哪里提到了这个吗？我找不到是哪个语言变更使这成为可能。 - Razzie

我不认为C# 9规范已经存在。我找不到任何相关的参考资料，但你可以通过添加最新的Microsoft.Net.Compilers.Toolset预发行包或在sharplab.io上尝试它（示例）。 - Drew Noakes

这将如何与通用返回类型一起工作，例如 Task<T> 或 (int, T) 值元组？我猜它不会。 - Tobias Knauss

@TobiasKnauss，你能否提供一个Gist或SO问题的链接来展示你所说的内容？ - Drew Noakes

例如方法：

public static (int Index, T Element) IndexAndElementOfFirst<T> (this IEnumerable<T> i_collection, Func<T, bool> i_selector) { ... 如果是值类型，不应该使用T?。...}

- Tobias Knauss

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除了Drew提到的C# 9之外

有了T? Get<T>(string key)，我们仍然需要在调用代码中区分可空引用类型和可空值类型:

SomeClass? c = Get<SomeClass?>("key"); // return type is SomeClass?
SomeClass? c2 = Get<SomeClass>("key"); // return type is SomeClass?

int? i = Get<int?>("key"); // return type is int?
int i2 = Get<int>("key"); // return type is int

- AlbertK

7

哦，发现了。所以在 C# 9 中，Get() 方法的编写者可能不会收到任何警告信息，因此误以为当 T 是一个结构体时，可以轻松返回一个 Nullable<T>。然而实际上，调用者将得到一个非空的默认值。对我来说，这似乎是一个非常恶劣的小疏忽。 - Matt Jenkins

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可以查看英文原文，
原文链接

- Marcus Kaseder · Accepted Answer

你离答案非常接近。只需要像这样编写你的方法：

[return: MaybeNull]
public T Get<T>(string key)
{
    var wrapper = cacheService.Get(key);
    return wrapper.HasValue ? Deserialize<T>(wrapper) : default!;
}

你需要使用 default! 来消除警告。但是，你可以使用 [return: MaybeNull] 告诉编译器即使它是非空类型也应该检查 null。

在这种情况下，如果开发人员使用你的方法并且没有检查 null，则可能会收到警告（取决于流分析）。

更多信息，请参见微软文档：指定后置条件：MaybeNull 和 NotNull。