理解C#泛型和可空值类型。返回null或可空值。

Question

Suppose I have the following class:

public class GenericClass<T>
{
    public T Find()
    {
        //return T if found otherwise null or Nullable<T>
    }
}

我希望能够用class或struct来专门化我的类。但我遇到了这个问题: 如果T类型没有限制为struct，那么我不能返回Nullable<T>。

我想提供一个实现我的Find方法，使其在T被专门化为class或struct时都能工作。 如果Find失败，我希望如果T是class则返回null，否则返回Nullable<T>。

这是否可以在不使用反射的情况下实现？如果可以，怎么实现？

- Heisenbug

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如果返回类型是T，则不能返回T或Nullable<T>。 - fsimonazzi

Answer 1

您可以返回default(T)。

对于类来说，这将是null。 对于任何Nullable<T>，这将是一个没有值的Nullable<T>（有效地为null）。

话虽如此，如果您将其与struct一起使用而不是Nullable<T>作为类型，则default(T)将是结构体的默认值。

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如果您想要使此功能在任何类或结构中都能统一工作，您可能需要返回两个值 - 您可以在此处以框架为灵感，使用TryXXX方法，例如：

public bool TryFind(out T)

如果找不到值，您可以使用 default(T) 并返回 false。这避免了需要使用可空类型。您也可以编写返回 Tuple<bool, T> 或类似的内容，以避免使用 out 参数，例如：

public Tuple<bool, T> Find()

最后一种可能的选择是将您的类变成非泛型，然后使用一对泛型方法：

class YourClass // Non generic
{
    public T FindReference<T>() where T : class
    {
         // ...
        return null;
    }

    public Nullable<T> FindValue<T>() where T : struct
    {
         // ...
         return default(T);
    }
}

请注意，您需要使用不同的名称，因为您不能仅基于返回类型来重载方法。

- Reed Copsey

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@Tejs。所以如果我需要将T专门用于数字类型，我是否被迫使用out参数来实现通用解决方案？如果T是int类型，那么默认返回什么？ - Heisenbug

谢谢解释。我想我会使用输出参数解决方案。在C#中，使用输出参数进行此操作是常见模式吗？ - Heisenbug

是的，如果可行的话，我建议将通用参数移到方法而不是类中。我尽量避免在我的参数上使用 out，因为它会使测试变得更加困难，并且因为我觉得它看起来很丑 =D - Tejs

@Tejs 我也采用了基于元组的方法（如果您想避免 out 参数，这种方法很有效）。 - Reed Copsey

@Tejs：我不认为我会重构我的类。我需要在类级别上使用通用参数（GenericClass实际上更加复杂，它是一个图形），而且我不想为方法使用不同的名称，因为这会将太多逻辑放在客户端类上。顺便说一下，我的问题只是出于好奇，我想了解这个主题。我的T可能永远不会是int，我可以继续使用默认方法。非常感谢你们两个。 - Heisenbug

Answer 2

我会使用以下解决方案：

public Boolean Find(out T result)
{
    // Pseudo code
    if (FindItem == true)
    {
        result = ItemFound;
        return true;
    }
    result = default(T);
    return false;
}

为什么？因为Nullable<T>只接受结构体，而上述方法支持类和结构体。

- Felix K.

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+1，这个习语通常被命名为TryXXXX，因此TryGetValue或TryFind是合适的。 - user7116

@sixlettervariables 是的，你说得对。但我保留了海森堡使用的名称。 - Felix K.

Answer 3

如Reed所说，您可以返回default(T)。

在我看来，这有一个重大的缺点：如果您的方法说明如果未找到该项则返回default(T)，则您将失去返回值类型的默认值的能力（例如，对于Find<int>返回0可能通常是一个完全有效的返回值）。

我宁愿选择像这样的东西

public class GenericClass<T>
{
    public Option<T> Find()
    {
        //return Option.Some(item) if found otherwise Option.None<T>()
    }
}

public static class Option
{
    public static Option<T> None<T>()
    {
        return new Option<T>(default(T), false);
    }

    public static Option<T> Some<T>(T value)
    {
        return new Option<T>(value, true);
    }
}

public sealed class Option<T>
{
    private readonly T m_Value;
    private readonly bool m_HasValue;

    public void Option(T value, bool hasValue)
    {
        m_Value = value;
        m_HasValue = hasValue;
    }

    public bool HasValue 
    {
        get { return m_HasValue; }
    }        

    public T Value 
    {
        get { return m_Value; }
    }
}

- Florian Greinacher

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这实际上是编写一种不受结构体限制的新形式的Nullable<T> - 现在，如果C#具有模式匹配，那么这将是正确的方法 ;) - Reed Copsey