为什么下面的C#代码在可为空的DateTime初始化时会抛出NullReferenceException？

Question

下面是一些简单的代码：

    static void Main(string[] args)
    {
        var coll = new List<string> {"test", "test2", "test3"};

        var filteredColl = coll.Select(x => x).ToList();

        if (!filteredColl.Any())
        {
            DateTime? date = new DateTime();

            filteredColl = coll.Where(x => date.GetValueOrDefault().Date.ToString(CultureInfo.InvariantCulture) == x).Select(x => x).ToList();
        }
    }

问题是，为什么以下步骤会导致NullReferenceException崩溃：

1）在if处设置断点

2）设置下一个执行点：

3）尝试使用F10继续执行：

如果我注释掉代码的最后一行，它就不会崩溃。

更新：以下是堆栈跟踪：

System.NullReferenceException was unhandled   HResult=-2147467261  
Message=Object reference not set to an instance of an object.  
Source=ConsoleApplication28   StackTrace:
       at ConsoleApplication28.Program.Main(String[] args) in Program.cs: line 21
       at System.AppDomain._nExecuteAssembly(RuntimeAssembly assembly, String[] args)
       at System.AppDomain.ExecuteAssembly(String assemblyFile, Evidence assemblySecurity, String[] args)
       at Microsoft.VisualStudio.HostingProcess.HostProc.RunUsersAssembly()
       at System.Threading.ThreadHelper.ThreadStart_Context(Object state)
       at System.Threading.ExecutionContext.RunInternal(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean preserveSyncCtx)
       at System.Threading.ExecutionContext.Run(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state, Boolean preserveSyncCtx)
       at System.Threading.ExecutionContext.Run(ExecutionContext executionContext, ContextCallback callback, Object state)
       at System.Threading.ThreadHelper.ThreadStart()   InnerException:

- Mikael Koskinen

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我创建了一个全新的控制台项目，添加了代码之后，按照上述步骤仍然会崩溃。这是使用.NET Framework 4.5项目。 - Mikael Koskinen

我更新了帖子并添加了堆栈跟踪。可能是与Visual Studio 2012有关的问题？ - Mikael Koskinen

你试图调试一个发布版本吗？ - Moo-Juice

我没有使用任何奇怪的技巧 :) 应用程序的完整代码已经发布在上面。这是一个全新的控制台项目，使用F5运行（使用调试配置作为默认配置）。 - Mikael Koskinen

我也明白，如果你只是运行代码，它不会进入 if(..)，你必须手动设置下一行。看到 new Datetime() 部分，MaxValue 和 MinValue 有错误 - 无法解引用表达式。指针无效。如果你从 if(..) 中删除 not，它就可以正常运行，将该行放在 if(..) 块之外也可以。 - iabbott

Answer 1

这是将执行点移动到声明了捕获变量作用域的上下文中的副作用。将其报告为IDE错误是合理的，但修复它并不是一件简单的事情。基本上，date 不是一个变量 - 它是一个捕获上下文中的字段，因为有 lambda 存在。编译器实际上执行以下操作：

if (!filteredColl.Any())
{
    var ctx = new SomeCaptureContext(); // <== invented by the compiler
    ctx.date = new DateTime();

    filteredColl = coll.Where(ctx.SomePredicate).Select(x => x).ToList();
}

其中SomePredicate表示：

class SomeCaptureContext {
    public DateTime? date; // yes, a public field - needs to support 'ref' etc
    public bool SomePredicate(string x) // the actual name is horrible
    {
        return this.date.GetValueOrDefault()
              .Date.ToString(CultureInfo.InvariantCulture) == x;
    }
}

问题在于当您将执行位置拖动到：

DateTime? date = new DateTime();

在IL术语中，你实际上是将它拖到了这条线：

ctx.date = new DateTime();

在此之前的捕获上下文行，即：

var ctx = new SomeCaptureContext();

从未执行，所以ctx是null。因此引发了NullReferenceException。

将其记录为错误可能是合理的，但它是一个微妙的错误 - 你不一定总是希望拖动执行上下文来初始化捕获上下文 - 它必须是“如果它们是null”。

- Marc Gravell

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你的解释很好，但是如果你将执行点拖到 if (!filteredColl.Any()) 下面的左括号，你仍然会得到相同的异常。难道作用域不应该在那个括号之后声明吗？ - Protector one

Answer 2

嗯...看起来真的很奇怪。 你的引用中是否有mscorlib和使用中是否有System？ 也许你还有另一个类名为DateTime，它覆盖了System.DateTime。

- Pavel.S.