为什么null值在==返回true时，>=返回false？

Question

我有两个 int? 类型的变量（或者如果你愿意，可以理解为 Nullable<int>）。我希望对这两个变量进行大于等于（>=）的比较，但是事实证明，如果两个变量都是 null，这将返回 false，而显然 == 运算符会返回 true。

有人能够解释一下这种情况为什么是合理的吗？因为“大于等于”运算符的语义定义中包含了单词“或”。

- Koen

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你能发一下产生这种奇怪行为的代码吗？ - Android Eve

实际上，我会质疑“==”返回true是否合适。我认为这完全不合适。两个值未知的变量怎么能被认定相等呢？ - Charles Bretana

@Charles，因为如果它们是相同的空值类型（例如int?），那么它们的值是已知的。null。 - Moo-Juice

@moo-juice，在我的世界里不是这样的...如果你的名字是null，你会回答它吗？ null不等同于"null"。有一部古老的电影叫做“我的名字叫无名氏”（“孩子们谁打破了玻璃？——“没有人”）。那么，“没有人”是谁？在现实世界中（代码内部之外），null的意思是值是未知的...数据结构的值可能已知（它是Null），但是这个变量代表的真正问题领域实体/值是未知的。 - Charles Bretana

@Charles，喜欢这个比喻！但是谁没有打破玻璃？ - Moo-Juice

Answer 1

当C# 2.0最初设计这个奇怪的特性时，引起了一场巨大的争论。问题在于C#用户完全习惯了它具有意义：

if(someReference == null)

当将等式扩展到可空值类型时，您有以下选择:

1. 可空相等性是真正的“提升”。如果操作数中的一个或两个为 null，则结果既不为 true 也不为 false，而是 null。在这种情况下，您可以：

   • a) 在 if 语句中禁止使用可空值类型等式，因为 if 语句需要 bool 而不是可空 bool。相反，要比较 null，请要求每个人都使用 HasValue。这很啰嗦和烦人。

   • b) 自动将 null 转换为 false。这样做的缺点是，如果 x 为 null，则 x==null 返回 false，这会与人们对引用类型的 null 比较所理解的相反。

2. 可空相等性未被提升。可空相等性要么为 true，要么为 false，并且与 null 进行比较是一种 null 检查。这使得可空相等性与可空不等式不一致。

这些选择都没有明显的正确答案；它们都有利弊。例如，VBScript 选择了 1b。经过长时间的讨论，C# 设计团队选择了 #2。

- Eric Lippert

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“@MCS: In exactly the way that motivates the question in the first place.” 的意思是“正是以激发问题的方式”。"== can be true when <= is false." 可以翻译成“当小于等于号不成立时，等于号可以成立。” - Eric Lippert

另一个问题（您没有解决）是当您尝试在其中一个操作数为“null”时执行<，<=，=>或>该怎么办。在C＃中，答案是返回“false”。在Scala / Java的“String”类中，答案是抛出“NullPointerException”。 - Ken Bloom

@Brian：那为什么要允许在可空类型上使用运算符呢？如果它们总是在可空类型的 null 值上抛出异常，那么你可以只在非可空类型上定义运算符，并让用户插入转换为非可空类型，因为这就是他们将要做的来消除异常。 - Eric Lippert

">=" 应该等同于 "> || =="，这样规则2仍然保持不变，并且">="和"=="返回相同的值。由于奇怪的可空相等性检查，两个在所有其他上下文中等效的表达式"> || =="和">="在可空相等性检查的情况下并不等效。这对表达式的组合性产生了很大影响，在这种特殊情况下必须加以考虑。 - Pop Catalin

用户可能习惯于允许if(someReference == null)，但实际上不应该这样做。这可能是一个方便的权宜之计，但会导致像这样的问题，从而产生内部矛盾的无意义答案。这似乎与成功之坑的本质相反。 - nicodemus13

Answer 2

因为相等性和可比性是分别定义的。
您可以测试 x == null 但 x > null 毫无意义。在 C# 中它总是为false。

- H H

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+1：这是MSDN链接http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2cf62fcy.aspx，但不幸的是，他们忘记解释在两个null的情况下比较运算符的行为（他们只提到了相等性）... - digEmAll

是的，但操作符大于等于。我看到了真值表，但我倾向于同意原帖者，">="表示大于等于，如果null==null为真，那么null>=null也应该为真。我猜我们只是将其归结为实现和用户方便，以保留对“==null”检查。 - BlackICE

@David，看看Eric的回答，“这些选项都没有明显的正确答案”。但是一般来说，当一个类型是Equatable而不是Comparable时，>=根本没有定义。 - H H

Answer 3

'>='的另一种表述方式是：不小于。没有提到相等。在非相等测试中，只要有一个操作数为Null，则结果也为未知（即为Null）。但是，如果你想知道两个操作数是否都为Null，则Null == Null是一个合理的测试（应该返回true）。去掉不等的部分就会产生很大的区别。

下面的代码示例来自http://msdn.microsoft.com/en-us/library/2cf62fcy.aspx#sectionToggle4，总结了C#如何处理Null：

int? num1 = 10;   
int? num2 = null;   
if (num1 >= num2)   
{   
    Console.WriteLine("num1 is greater than or equal to num2");   
}   
else   
{   
    // This clause is selected, but num1 is not less than num2.   
    Console.WriteLine("num1 >= num2 returned false (but num1 < num2 also is false)");   
}   

if (num1 < num2)   
{   
    Console.WriteLine("num1 is less than num2");   
}   
else   
{   
    // The else clause is selected again, but num1 is not greater than   
    // or equal to num2.   
    Console.WriteLine("num1 < num2 returned false (but num1 >= num2 also is false)");   
}   

if (num1 != num2)   
{   
    // This comparison is true, num1 and num2 are not equal.   
    Console.WriteLine("Finally, num1 != num2 returns true!");   
}   

// Change the value of num1, so that both num1 and num2 are null.   
num1 = null;   
if (num1 == num2)   
{   
    // The equality comparison returns true when both operands are null.   
    Console.WriteLine("num1 == num2 returns true when the value of each is null");   
}   

/* Output:   
 * num1 >= num2 returned false (but num1 < num2 also is false)   
 * num1 < num2 returned false (but num1 >= num2 also is false)   
 * Finally, num1 != num2 returns true!   
 * num1 == num2 returns true when the value of each is null   
 */   

- NealB

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这是一个有趣的思维模型。然而，C#规范中的第§1.4节将这些运算符称为“小于或等于”和“大于或等于”。 - Conrad Frix

这段话的意思是：这正展示了将编程语言（在这个例子中是C#）翻译成英语时所面临的问题。我认为，无论何时空值涉及到逻辑时，都需要处理三种状态的结果（真、假、未知）。任何涉及到空值的表达式都应该返回未知，唯一的例外是Null == x，它是一个明确测试未知结果为真或为假的条件。 - NealB

@NealB：实际上，规范表明">="和"<="的含义是与人们预期的一样的——第§7.10节明确指出，对于"<="和">="的操作“x op y”旨在等于或大于/小于，正如人们所期望的那样。 - nicodemus13

Answer 4

>= 操作符用于数值，而 null 不是数值。

您可以 重载 >= 操作符以实现特定类型的需求。

- Aaron McIver

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它确实可以在空类型上操作，但会返回false。 - BlackICE

它处理空类型，是的...我们将定义为“操作”的语义。防御性编程; 如果为空，则执行x，而不是在评估过程中将null视为文字值来做决策。 - Aaron McIver

通常情况下，你不能重载运算符，因为你只能在它们自己的类内定义。因此，在这种情况下，你需要访问 Nullable<T> 的代码。 - ANeves

Answer 5

由于默认情况下，int 不能为 null，其值将被设置为 0，而为 int 类型构建的 > 和 < 运算符期望使用 values 而不是 nulls。

请参阅我对类似问题的答案，在那里我写了一些处理带有 less < 和 greater > 运算符的可空 int 的方法 https://dev59.com/wGkv5IYBdhLWcg3w_Vqn#51507612

- Mayer Spitz

Answer 6

你会期望什么值？

null == null true

null >= null false

null > null false

null <= null false

null < null false

null != null false

1 == null false

1 >= null false

1 > null false

1 <= null false

1 < null false

1 != null true aka !(1 == null)

- Bengie

Answer 7

>= 只有在特定的明确定义方式下使用时才表示“大于或等于”。当用于具有重载运算符的类时，它可以表示类开发人员想要的任何含义。当应用于类似字符串的类时，它可能表示“排序相同或更高”或者可能表示“相同长度或更长”。

- Sparr

Answer 8

NULL不是零（数字或二进制值），也不是零长度的字符串或空白（字符值）。 因此，任何比较运算符在其上始终返回false。 在这里阅读更多相关信息

- Sam

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数据库的 NULL 值并不等同于 C# 的 null。此外，在 C# 可空类型上进行比较运算符是一种奇怪的行为，它并不一定遵循通常用于空值比较的规则。 - Joren

答案仍然正确，只是链接错误。http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/2cf62fcy.aspx#sectionToggle4 - unholysampler

回答是错误的，更重要的是，它基于错误的推理。 - Joren