C#泛型类使用引用类型和可空值类型

Question

我有一个有趣的问题。我想创建一个通用类，既可以处理引用类型，也可以处理Nullable<T>类型。基本上我想要这样的东西：

public class ClassWithNull<T>
{
    public T varName = null;
}

现在这段代码当然不能编译，因为不是所有类型都可以赋值为null，即非可空值类型。但问题在于Nullable<T>是值类型，所以仅添加where T：class无法解决问题。我的泛型知识不太牢固，但我找不到任何方法来表达T必须是引用类型或可空值类型之一的要求。

我想解决这个问题的方法是将ClassWithNull<T>变为抽象类。然后，我可以添加两个子类，一个用于处理引用类型，另一个用于处理可空值类型。然后，在基类中使用静态工厂方法并通过反射来确定应该构建哪个子类。类似以下内容：

public static ClassWithNull<T> CreateClassWithNull<T>()
{
    StackTrace st = new StackTrace();
    Type type = st.GetFrame(1).GetMethod().GetGenericArguments()[0];
    if (!type.IsValueType)
    {
        return new ClassWithReferenceType<T>();
    }
    else if (type == typeof(Nullable))
    {
        return new ClassWithNullableValueType<T>();
    }
    else
    {
        throw new Exception("Must provide nullable type.");
    }
}

这里的问题在于泛型是静态解析的。如果 ClassWithReferenceType<U> 期望 U 是引用类型，则在工厂方法中调用 new ClassWithReferenceType<T>() 是编译错误，因为并不需要 T 是引用类型。编译器不知道运行时检查。

有没有关于如何实现这样一件事的想法？

- jjoelson

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请注意，只有当x是可空类型时，T x = null;才会编译通过，但T x = default(T)和x == null将始终编译通过（对于非可空类型，它只返回false）。 - Gabe

在您的代码中，typeof(Nullable) 引用了一个与您所想不同的类型，即一个非泛型的静态类。可以使用 type.IsGenericType && type.GetGenericTypeDefinition() == typeof(Nullable<>) 来代替。在这种特殊情况下的另一种选择是 Nullable.GetUnderlyingType(type) != null。另外，请注意您可以使用 typeof(T) 而不是您称之为的 type。 - Jeppe Stig Nielsen

Answer 1

如何呢：

public class ClassWithNull<T>
{
    public T varName = default(T);
}

实际上，你甚至不需要赋值——你可以在构造时将其保留为默认值。但对于局部变量，你可能希望使用default(T)。

这并不能阻止你错误地使用非空值类型——但这已经足够了吗？

如果这对你没有帮助，我建议编写两个静态方法，就像这样：

public static ClassWithNull<T> CreateClassWithNullForClass<T> where T : class
{
    return new ClassWithReferenceType<T>();
}

public static ClassWithNull<T> CreateClassWithNullForNullable<T> where T : struct
{
    return new ClassWithNullableValueType<T>();
}

ClassWithNullableValueType中的字段将是Nullable<T> - T将是基础类型。

现在，如果您想要相同方法的重载，那就有点困难了，特别是如果您不想传递任何参数。这是可能的，但是非常可怕。

- Jon Skeet

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我认为他对默认值(T)不感兴趣，因为在某些情况下它可能不为空。他的意图是只允许分配空值（“必须是引用类型或可空值类型”）。 - Wiktor Zychla

@Wiktor：default(T) 对于任何具有空值的 T 始终是空值。但是，没有约束条件允许表达这一点。不过，请参见我的其他答案以获取更多选项... - Jon Skeet

你修改后的答案正好包含了我想到的解决方案。 - Wiktor Zychla

是的，第一种解决方案不够好。但第二种方案很棒。我不知道为什么从来没有想过有两个工厂方法。我将在三分钟内接受这个答案（为什么SO防止提问者在10分钟内接受答案？） - jjoelson

@WiktorZychla：好的。如果可能的话，我想我还是会坚持第一种方法 :) - Jon Skeet

@jjoelson: 这是为了让别人有机会添加一个好的答案。第一个“好吧，它起作用”的答案不一定是最好的 - 有时候几分钟后会有人发布一个更好的答案。也许在这种情况下会有人这么做 :) - Jon Skeet

Answer 2

你应该能够做到这个：

public class ClassWithNull<T>
{
    private object varName_priv = null;

    public T varName {
        get { return (T)varName_priv; }
        set { varName_priv = value; }
    }
}

这是有效的，因为在C#中，每个非指针类型都可以转换为object，包括值类型。

- Nikos C.