【轉】4、可空類型Nullable究竟是什麼鬼

時間 2020-05-29

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【轉】4、可空類型Nullable<T>究竟是什麼鬼html

值類型爲何不能夠爲空

首先咱們都知道引用類型默認值都是null，而值類型的默認值都有非null。ide

爲何引用類型能夠爲空？由於引用類型變量都是保存一個對象的地址引用（就像一個url對應一個頁面）,而引用類型值爲null的時候是變量值指向了一個空引用（如同一個空的url）函數

那爲何值不能有空值呢？其實很簡單，由於如int值範圍是-2147483648到2147483647。其中根本就沒有給null值留那麼一個位置。this

咱們爲何須要用到可空類型

舉個栗子吧，咱們定義一我的（Person），它有三個屬性出生日期（BeginTime）、死亡日期（EndTime）、年齡（Age）。url

若是這我的還健在人世，請問怎麼給死亡日期賦值？有人很聰明說「爲空啊」。是的，這就是咱們的需求。spa

微軟在C#2.0的時候就爲咱們引入了可null值類型（ System.Nullable<T> ），那麼下面來定義Person類。3d

 1 public class Person  2 {  3     /// <summary>
 4     /// 出生日期  5     /// </summary>
 6     public DateTime BeginTime { get; set; }  7     /// <summary>
 8     /// 死亡日期  9     /// </summary>
10     public System.Nullable<DateTime> EndTiem { get; set; } 11     public int Age 12  { 13         get
14  { 15             if (EndTiem.HasValue)//若是掛了(若是有值，證實死了)
16  { 17                 return (EndTiem.Value - BeginTime).Days; 18  } 19             else//還沒掛
20  { 21                 return (DateTime.Now - BeginTime).Days; 22  } 23  } 24  } 25 }

這樣，咱們就能夠很容易得到一我的的年齡了。code

static void Main(string[] args) { Person p1 = new Person() { BeginTime = DateTime.Parse("1990-07-19") }; Person p2 = new Person() { BeginTime = DateTime.Parse("1893-12-26"), EndTiem = DateTime.Parse("1976-09-09") }; Console.WriteLine("我今年" + p1.Age + "歲。"); Console.WriteLine("毛爺爺活了" + p2.Age + "歲。"); Console.ReadKey(); }

可空類型的實現

咱們前面用到了 System.Nullable<DateTime> 來表示可空時間類型，其實平時咱們用得更多的是 DateTime? 直接在類型T後面加一個問號，這兩種是等效的。多虧了微軟的語法糖。htm

咱們來看看 System.Nullable<T> 究竟是何物。對象

搜噶，原來是一個結構。還看到了咱們屬性的 HasValue和Value屬性。原來竟這般簡單。一個結構兩個屬性，一個存值，一個存是否有值。那麼下面咱們也來試試吧。

很差意思，讓你們失望了。前面咱們就說過了，值類型是不能夠賦值null的(結構也是值類型)。

怎麼辦！怎麼辦！不對啊，微軟本身也是定義的結構，它怎麼能夠直接賦值null呢。（奇怪，奇怪，畢竟是人家微軟本身搞得，可能獲得了特殊的待遇吧）

但是，這樣就讓咱們止步了嗎？NO!咱們都知道，看微軟的IL（中間語言）的時候，就像脫了它的衣服同樣，不少時候不明白的地方均可以看個究竟，下面咱們就去脫衣服。

首先，咱們用幾種不一樣的方式給可空類型賦值。

static void Main(string[] args) { System.Nullable<int> number1 = null; System.Nullable<int> number2 = new System.Nullable<int>(); System.Nullable<int> number3 = 23; System.Nullable<int> number4 = new System.Nullable<int>(88); Console.ReadKey(); }

而後用reflector看編譯後的IL。

原來如此，可空類型的賦值直接等效於構造實例。賦null時其實就是調用空構造函數，有值時就就把值傳入帶參數的構造函數。(柳暗花明又一村。如此，咱們是否能夠接着上面截圖中的 MyNullable<T> 繼續模擬可空類型呢？且繼續往下看。)

public struct MyNullable<T> where T : struct { //錯誤 1 結構不能包含顯式的無參數構造函數 //還好 bool默認值就是false,因此這裏不顯示爲 this._hasValue = false也不會有影響 //public MyNullable() //{ // this._hasValue = false; //}
    public MyNullable(T value)//有參構造函數
 { this._hasValue = true; this._value = value; } private bool _hasValue; public bool HasValue//是否不爲空
 { get { return _hasValue; } } private T _value; public T Value//值
 { get { if (!this._hasValue)//如沒有值，還訪問就拋出異常
 { throw new Exception(" 可爲空的對象必須具備一個值"); } return _value; } } }

喲西，基本上已經模擬出了可空類型出來的。（可是咱們仍是不能直接賦值，只能經過構造函數的方式來使用自定義的可空類型）。

所有代碼以下：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace 可空類型 { public class Person { /// <summary>
        /// 出生日期 /// </summary>
        public DateTime BeginTime { get; set; } /// <summary>
        /// 死亡日期 /// </summary>
        public MyNullable<DateTime> EndTiem { get; set; } //這裏改用MyNullable
        /// <summary>
        /// 年齡 /// </summary>
        public double Age { get { if (EndTiem.HasValue)//若是掛了(若是有值，證實死了)
 { return (EndTiem.Value - BeginTime).Days / 365; } else//還沒掛
 { return (DateTime.Now - BeginTime).Days / 365; } } } } public struct MyNullable<T> where T : struct { //錯誤 1 結構不能包含顯式的無參數構造函數 //還好 bool默認值就是false,因此這裏不顯示爲 this._hasValue = false也不會有影響 //public MyNullable() //{ // this._hasValue = false; //}
        public MyNullable(T value)//有參構造函數
 { this._hasValue = true; this._value = value; } private bool _hasValue; public bool HasValue//是否不爲空
 { get { return _hasValue; } } private T _value; public T Value//值
 { get { if (!this._hasValue)//如沒有值，還訪問就拋出異常
 { throw new Exception(" 可爲空的對象必須具備一個值"); } return _value; } } } class Program { static void Main(string[] args) { Person p1 = new Person() { BeginTime = DateTime.Parse("1990-07-19") }; Person p2 = new Person() { BeginTime = DateTime.Parse("1893-12-26"), EndTiem = new MyNullable<DateTime>(DateTime.Parse("1976-09-09"))//這裏使用MyNullable的有參構造函數
 }; Console.WriteLine("我今年" + p1.Age + "歲。"); Console.WriteLine("毛爺爺活了" + p2.Age + "歲。"); Console.ReadKey(); } } }

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和系統的可空類型得出了相同的結果。

總結

可空類型是結構（也就是值類型）
因此可空類型的null值和引用類型的null是不同的。（可空類型的並非引用類型的null，而是用結構的另外一種表示方式來表示null）

有同窗問，怎麼樣才能夠作到直接賦值呢？這個我也沒有什麼好的辦法，或許須要編譯器的支持。

以上內容都是胡說八道。但願能對您有那麼一點點用處，感謝閱讀。

（首發連接：http://www.cnblogs.com/zhaopei/p/5537759.html ）

============== 2016-06-05更新==============

上面咱們提出了疑問「怎麼樣才能夠作到直接賦值呢」，原本我是沒有好的解決辦法。這裏要感謝咱們的園友@衝殺給我提供了好的解決方案。

implicit（關鍵字用於聲明隱式的用戶定義類型轉換運算符。）

public static implicit operator MyNullable<T>(T value) { return new MyNullable<T>(value); }

只須要在 struct MyNullable<T> 中添加以上代碼，就能夠直接賦值了。（做用等效因而直接重寫了「=」賦值符號）

完整代碼以下：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace test { public class Person { /// <summary>
        /// 出生日期 /// </summary>
        public DateTime BeginTime { get; set; } /// <summary>
        /// 死亡日期 /// </summary>
        public MyNullable<DateTime> EndTiem { get; set; } //這裏改用MyNullable
        /// <summary>
        /// 年齡 /// </summary>
        public double Age { get { if (EndTiem.HasValue)//若是掛了(若是有值，證實死了)
 { return (EndTiem.Value - BeginTime).Days / 365; } else//還沒掛
 { return (DateTime.Now - BeginTime).Days / 365; } } } } public struct MyNullable<T> where T : struct { //錯誤 1 結構不能包含顯式的無參數構造函數 //還好 bool默認值就是false,因此這裏不顯示爲 this._hasValue = false也不會有影響 //public MyNullable() //{ // this._hasValue = false; //} 

        public MyNullable(T value)//有參構造函數
 { this._hasValue = true; this._value = value; } private bool _hasValue; public bool HasValue//是否不爲空
 { get { return _hasValue; } } private T _value; public T Value//值
 { get { if (!this._hasValue)//如沒有值，還訪問就拋出異常
 { throw new InvalidOperationException(" 可爲空的對象必須具備一個值"); } return _value; } } public static implicit operator MyNullable<T>(T value) { return new MyNullable<T>(value); } } class Program { static void Main(string[] args) { Person p1 = new Person() { BeginTime = DateTime.Parse("1990-07-19") }; Person p2 = new Person() { BeginTime = DateTime.Parse("1893-12-26"), EndTiem = DateTime.Parse("1976-09-09") //new MyNullable<DateTime>(DateTime.Parse("1976-09-09")) //這裏使用MyNullable的有參構造函數
 }; Console.WriteLine("我今年" + p1.Age + "歲。"); Console.WriteLine("毛爺爺活了" + p2.Age + "歲。"); Console.ReadKey(); } } }

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如此，咱們已經完成了自定義可空類型的直接賦值。但只是部分，若是想要賦值null呢？

一樣仍是出現了最開始的編譯錯誤。咱們想到既然上面的值賦值能夠從新（隱式轉換）,那null應該也能夠啊（null是引用類型的一個特定值）。

再加一個重載：

//隱式轉換
public static implicit operator MyNullable<T>(string value) { if (value == null) return new MyNullable<T>(); throw new Exception("賦值右邊不能爲字符串"); //這裏不知道是否能夠在編譯期間拋出錯誤(或者怎樣限制只能傳null)
}

如此能夠知足咱們的需求了（並沒有異常）。

惋惜美中不足，若是給 p2.EndTiem 賦值一個非空字符串時，要運行時纔會報錯（而系統的可空類型會在編譯期就報錯）。不知道大神們可有解！！

雖然如此，能作到直接賦值仍是讓我小小激動了一把。爲此，特地查了下關鍵字 implicit operator ，又是讓我小小激動了一把，咱們不只能夠「重寫」賦值，咱們還能夠「重寫」+ - * / % & | ^ << >> == != > < >= <=等運算符。

下面咱們先來「重寫」下自定義可空類型的比較（==）運算符。

//"重寫"比較運算符
public static bool operator ==(MyNullable<T> operand, MyNullable<T> operand2) { if (!operand.HasValue && !operand2.HasValue) { return true; } else if (operand.HasValue && operand2.HasValue) { if (operand2.Value.Equals(operand.Value)) { return true; } } return false; } //"重寫"比較運算符
public static bool operator !=(MyNullable<T> operand, MyNullable<T> operand2) { return !(operand == operand2); }

Console.WriteLine("p1.EndTiem == null," + (p1.EndTiem == null).ToString()); Console.WriteLine("p2.EndTiem == null," + (p2.EndTiem == null).ToString()); Console.WriteLine("p1.EndTiem == DateTime.Parse(1976-09-09)," + (p1.EndTiem == DateTime.Parse("1976-09-09")).ToString()); Console.WriteLine("p2.EndTiem == DateTime.Parse(1976-09-09)," + (p2.EndTiem == DateTime.Parse("1976-09-09")).ToString()); p1.EndTiem = DateTime.Parse("2016-06-06"); p2.EndTiem = null; Console.WriteLine(); Console.WriteLine("賦值 p1.EndTiem = DateTime.Parse(2016-06-06) p2.EndTiem = null 後："); Console.WriteLine("p1.EndTiem == null," + (p1.EndTiem == null).ToString()); Console.WriteLine("p2.EndTiem == null," + (p2.EndTiem == null).ToString()); Console.WriteLine("p1.EndTiem == DateTime.Parse(2016-06-06)," + (p1.EndTiem == DateTime.Parse("2016-06-06")).ToString()); Console.WriteLine("p2.EndTiem == DateTime.Parse(2016-06-06)," + (p2.EndTiem == DateTime.Parse("2016-06-06")).ToString());

結果徹底符合！

完整代碼以下：

using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; namespace test { public class Person { /// <summary>
        /// 出生日期 /// </summary>
        public DateTime BeginTime { get; set; } /// <summary>
        /// 死亡日期 /// </summary>
        public MyNullable<DateTime> EndTiem { get; set; } //這裏改用MyNullable
        /// <summary>
        /// 年齡 /// </summary>
        public double Age { get { if (EndTiem.HasValue)//若是掛了(若是有值，證實死了)
 { return (EndTiem.Value - BeginTime).Days / 365; } else//還沒掛
 { return (DateTime.Now - BeginTime).Days / 365; } } } } public struct MyNullable<T> where T : struct { //錯誤 1 結構不能包含顯式的無參數構造函數 //還好 bool默認值就是false,因此這裏不顯示爲 this._hasValue = false也不會有影響 //public MyNullable() //{ // this._hasValue = false; //} 

        public MyNullable(T value)//有參構造函數
 { this._hasValue = true; this._value = value; } private bool _hasValue; public bool HasValue//是否不爲空
 { get { return _hasValue; } } private T _value; public T Value//值
 { get { if (!this._hasValue)//如沒有值，還訪問就拋出異常
 { throw new InvalidOperationException(" 可爲空的對象必須具備一個值"); } return _value; } } //隱式轉換
        public static implicit operator MyNullable<T>(T value) { return new MyNullable<T>(value); } //隱式轉換
        public static implicit operator MyNullable<T>(string value) { if (value == null) return new MyNullable<T>(); throw new Exception("賦值右邊不能爲字符串"); //這裏不知道是否能夠在編譯期間拋出錯誤(或者怎樣限制只能傳null)
 } //"重寫"比較運算符
        public static bool operator ==(MyNullable<T> operand, MyNullable<T> operand2) { if (!operand.HasValue && !operand2.HasValue) { return true; } else if (operand.HasValue && operand2.HasValue) { if (operand2.Value.Equals(operand.Value)) { return true; } } return false; } //"重寫"比較運算符
        public static bool operator !=(MyNullable<T> operand, MyNullable<T> operand2) { return !(operand == operand2); } } class Program { static void Main(string[] args) { Person p1 = new Person() { BeginTime = DateTime.Parse("1990-07-19") }; Person p2 = new Person() { BeginTime = DateTime.Parse("1893-12-26"), EndTiem = DateTime.Parse("1976-09-09") //new MyNullable<DateTime>(DateTime.Parse("1976-09-09")) //這裏使用MyNullable的有參構造函數
 }; Console.WriteLine("我今年" + p1.Age + "歲。"); Console.WriteLine("毛爺爺活了" + p2.Age + "歲。"); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("p1.EndTiem == null," + (p1.EndTiem == null).ToString()); Console.WriteLine("p2.EndTiem == null," + (p2.EndTiem == null).ToString()); Console.WriteLine("p1.EndTiem == DateTime.Parse(1976-09-09)," + (p1.EndTiem == DateTime.Parse("1976-09-09")).ToString()); Console.WriteLine("p2.EndTiem == DateTime.Parse(1976-09-09)," + (p2.EndTiem == DateTime.Parse("1976-09-09")).ToString()); p1.EndTiem = DateTime.Parse("2016-06-06"); p2.EndTiem = null; Console.WriteLine(); Console.WriteLine("賦值 p1.EndTiem = DateTime.Parse(2016-06-06) p2.EndTiem = null 後："); Console.WriteLine("p1.EndTiem == null," + (p1.EndTiem == null).ToString()); Console.WriteLine("p2.EndTiem == null," + (p2.EndTiem == null).ToString()); Console.WriteLine("p1.EndTiem == DateTime.Parse(2016-06-06)," + (p1.EndTiem == DateTime.Parse("2016-06-06")).ToString()); Console.WriteLine("p2.EndTiem == DateTime.Parse(2016-06-06)," + (p2.EndTiem == DateTime.Parse("2016-06-06")).ToString()); Console.ReadKey(); } } }

View Code

轉換關鍵字：operator、explicit與implicit解析資料：http://www.cnblogs.com/hunts/archive/2007/01/17/operator_explicit_implicit.html

你們還能夠玩出更多的花樣！！！

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