如何将T转换为Nullable<T>

Question

我有一个通用的方法，需要保证该方法返回nullable<T>（例如源是 List<int> 或 List<int?> 必须返回 int?），我想返回null而不是默认值（例如int的默认值为0。在这种情况下，我想返回null）。可以对类型参数添加约束(https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/generics/constraints-on-type-parameters)，但采用这种方法，我必须拥有两个方法（其中一个带有struct约束，另一个带class约束）。

我的方法如下：

public static T? ElementOrNull<T>(List<T> source, int? index)
{
    if (source == null || index == null || source.Count <= index)
        return null;
    return source[index.Value];
}

我尝试使用 Convert.ChangeType() 和反射 (Activator.CreateInstance() 和 Activator.CreateInstance<T?>()) 但是无法解决这个问题。

任何反馈都将不胜感激。谢谢！

注意：我查看了所有有关泛型和类型转换的StackOverflow问题，但它们没有帮助到我。

- Mohsen Koorani

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两个重载有什么问题吗？使用时不会注意到是两个，总会使用正确的那个。请注意，此处的“重载”指的是编程中的函数重载（overload），而非负荷过重的意思。 - Dejan Janjušević

它们不是相同的。一个是T?，它是Nullable<T>的简写，另一个是T。尽管它们不能共存，因为名称和输入参数是相同的。 - ProgrammingLlama

由于 int? 实际上是 System.Nullable<int>，所以您需要使用2种方法。如果 T 是一个类，则必须返回原始的 T，但如果 T 是一个结构体，则必须返回包装器 Nullable<T>。这无法在 .NET 的类型系统中表达。 - JL0PD

如果您允许在 List<T> 中包含 null (即 List<T?>)，这两个方法将成为有效的重载。 - Theraot

很遗憾，@GSerg的方法并没有帮助我，但是“JL0PD”和“Theraot”的解决方案对我有用。 - Mohsen Koorani

Answer 1

泛型限制不是方法签名的一部分，但编译器仍然需要知道T是值类型还是引用类型来将null转换为T并正确处理T?中的?。 但您可以通过可选的约束参数帮助编译器这样做：

public class ReqStruct<T> where T : struct
{
}

public class ReqClass<T> where T : class
{
}

public static T? ElementOrNull<T>(List<T> source, int? index, ReqStruct<T> req = null) where T : struct
{
    if (source == null || index == null || source.Count <= index)
        return null;
    return source[index.Value];
}

public static T? ElementOrNull<T>(List<T> source, int? index, ReqClass<T> req = null) where T : class
{
    if (source == null || index == null || source.Count <= index)
        return null;
    return source[index.Value];
}

由于参数是可选的，使用方式如下：

var intOrNull = MethodHolder.ElementOrNull(new List<int> { 1 }, 5); // var is int?
var objOrNull = MethodHolder.ElementOrNull(new List<object>(), 5); // var is object?

- Guru Stron

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我之前想过这种方法，但是我不能更改方法的签名，即使这样做会添加可选参数。 - Mohsen Koorani

关于此事，请参见 https://dev59.com/1G_Xa4cB1Zd3GeqP2Y1g 和 https://codeblog.jonskeet.uk/2010/11/02/evil-code-overload-resolution-workaround/。 - Orace

Answer 2

我更喜欢使用自定义的选项/Maybe类型来处理这个问题。即，用一个带有通用值和布尔值的结构体来描述该值是否有效。也就是说，永远不要使用null，而应该对可选参数/返回值使用Maybe：

public static Maybe<T> ElementOrNone<T>(List<T> source, Maybe<int> index)
{
    if (source == null || !index.HasValue || source.Count <= index.Value)
        return Maybe<T>.None;
    return source[index.Value];
}

尽管 Nullable<T> 和非空引用有助于避免空引用异常，但在编写通用代码时我发现它们存在不足，部分原因就是你所描述的问题。

使用自定义类型的优点是对值类型和引用类型具有一致的行为，并且可以允许各种扩展来使处理值更加容易，甚至可以使用linq查询语法组合多个值。缺点是这是一个自定义类型，需要学习。

- JonasH