使用可以为 null 的类型（C# 编程指南）

项目
02/21/2013

可以为 null 的类型可以表示基础类型的所有值，另外还可以表示 null 值。可以为 null 的类型可通过下面两种方式中的一种声明：

System.Nullable<T> variable

- 或 -

T? variable

T 是可以为 null 的类型的基础类型。 T 可以是包括 struct 在内的任何值类型；但不能是引用类型。

有关可能使用可以为 null 的类型的示例，请考虑普通的布尔变量如何能够具有两个值：true 和 false。不存在表示“未定义”的值。在很多编程应用中（最突出的是数据库交互），变量可以以未定义的状态出现。例如，数据库中的某个字段可能包含值 true 或 false，但是它也可能根本不包含值。同样，可以将引用类型设置为 null，以指示它们未初始化。

这种不一致会导致额外的编程工作，如使用附加变量来存储状态信息、使用特殊值，等等。可以为 null 的类型修饰符使 C# 能够创建表示未定义值的值类型变量。

可以为 null 的类型示例

任何值类型都可用作可以为 null 的类型的基础。例如：

int? i = 10;
double? d1 = 3.14;
bool? flag = null;
char? letter = 'a';
int?[] arr = new int?[10];

可以为 null 的类型的成员

可以为 null 的类型的每个实例都具有两个公共的只读属性：

HasValue

HasValue 属于 bool 类型。当变量包含非 null 值时，它被设置为 true。
Value

Value 的类型与基础类型相同。如果 HasValue 为 true，则说明 Value 包含有意义的值。如果 HasValue 为 false，则访问 Value 将引发 InvalidOperationException。

在此示例中，HasValue 成员用于在尝试显示变量之前测试它是否包含值。

int? x = 10;
if (x.HasValue)
{
    System.Console.WriteLine(x.Value);
}
else
{
    System.Console.WriteLine("Undefined");
}

也可以如下面的示例所示对值进行测试：

int? y = 10;
if (y != null)
{
    System.Console.WriteLine(y.Value);
}
else
{
    System.Console.WriteLine("Undefined");
}

显式转换

可以为 null 的类型可强制转换为常规类型，方法是使用强制转换来显式转换或者通过使用 Value 属性来转换。例如：

int? n = null;

//int m1 = n;      // Will not compile.
int m2 = (int)n;   // Compiles, but will create an exception if n is null.
int m3 = n.Value;  // Compiles, but will create an exception if n is null.

如果两种数据类型之间定义了用户定义的转换，则同一转换也可用于这些数据类型的可以为 null 的版本。

隐式转换

可使用 null 关键字将可以为 null 的类型的变量设置为 null，如以下示例所示：

int? n1 = null;

从普通类型到可以为 null 的类型的转换是隐式的。

int? n2;
n2 = 10;  // Implicit conversion.

运算符

可以为 null 的类型还可以使用预定义的一元和二元运算符，以及现有的任何用户定义的值类型运算符。如果操作数为 null，这些运算符将产生一个 null 值；否则运算符将使用包含的值来计算结果。例如：

int? a = 10;
int? b = null;

a++;         // Increment by 1, now a is 11.
a = a * 10;  // Multiply by 10, now a is 110.
a = a + b;   // Add b, now a is null.

在对可以为 null 的类型执行比较时，如果其中一个可以为 null 的类型的值为 null，但另外一个类型的值不为 null，则除 !=（不等于）外，所有比较的结果都将为 false。一定不要以为由于一个特定比较的结果为 false，相反的情况就会为 true。在以下示例中，10 不大于、小于或等于 null。只有 num1 != num2 的计算结果为 true。

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
 */

如果两个可以为 null 的类型的值均为 null，则其相等比较的计算结果为 true。

??运算符

?? 运算符定义在将可以为 null 的类型分配给非可以为 null 的类型时返回的默认值。

int? c = null;

// d = c, unless c is null, in which case d = -1.
int d = c ?? -1;

此运算符还可用于多个可以为 null 的类型。例如：

int? e = null;
int? f = null;

// g = e or f, unless e and f are both null, in which case g = -1.
int g = e ?? f ?? -1;

bool?type

bool? 可以为 null 的类型可以包含三个不同的值：true、false 和 null。有关如何从 bool? 强制转换为 bool 的信息，请参见如何：安全地将 bool? 强制转换为 bool（C# 编程指南）。

可以为 null 的布尔值类似于 SQL 中使用的布尔变量类型。若要确保由 & 和产生的结果 | 运算符与 SQL 中的三值布尔类型一致，提供了以下预定义的运算符：

bool? operator &(bool? x, bool? y)

bool? operator |(bool? x, bool? y)

下表中列出了这些运算符的结果：

X	y	x&y	x\|y
true	true	true	true
true	false	false	true
true	null	null	true
false	true	false	true
false	false	false	false
false	null	false	null
null	true	null	true
null	false	false	null
null	null	null	null