C#中的可空类型运算（Nullable<T>）------T?

几天在看公司的代码的时候，发现对于一些字符串的运算没有判断是否为null，就直接参与了运算，于是就引起了我的兴趣，自己写了个代码作为测试，代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace Null值相加
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //两个null字符串相加
            string str1 = null;
            string str2 = null;
            string str3 = str1 + str2;
            Console.WriteLine("==>两个为null的字符串相加的结果：\n==>" +
                (str3 == null  "null" : (str3.ToString() == string.Empty ? "string.Empty --> 居然为长度为0的字符串。" : str3.ToString())));
            Console.WriteLine("==>相加后字符串[str3]的长度为：" + str3.Length + System.Environment.NewLine);
            Console.WriteLine("==>我操，这是什么原因??????\n==>按任意键继续......\n\n=====================\n");

            //一个null字符串和一个非null字符串相加
            string str11 = null;
            string str22 = "test";
            string str33 = str11 + str22;
            Console.WriteLine("==>一个null字符串和一个非null字符串的结果：\n==>" +
                              (str3 == null  "null" : (str33.ToString() == string.Empty ?
                                "string.Empty --> 居然为长度为0的字符串。" : str33.ToString())));
            Console.WriteLine("==>相加后字符串[str33]的长度为：" + str33.Length + System.Environment.NewLine);
            Console.WriteLine(@"==>我操，对于引用类型来说，一个位null的引用类型和一个不为null的引用类型相加，结果为不为null。\n
                                ==>按任意键继续......\n\n=====================\n");

            //两个为null的可空整形相加
            int a = null;
            int b = null;
            int c = a + b;
            Console.WriteLine("==>两个为[null]的可空[int？]类型相加的结果：\n" +
                                (c == null  "==>结果为null" : "没猜出来是什么结果") + System.Environment.NewLine);
            Console.WriteLine("==>我操!!!!!!!!!!!\n==>按任意键继续......\n\n");

            //一个为null可空的[int？]类型与一个[int]相加
            int na = null;
            int nb = 11;
            int nc = na + nb;
            Console.WriteLine("==>一个为null的可空[int？]类型与一个[int]相加的结果：\n"
                                + (nc == null  "==>结果为null" : nc.Value.ToString()) + System.Environment.NewLine);
            Console.WriteLine("==>我操，值为null的可控类型与不为null的可控类型相加其值为null.\n==>按任意键继续......\n\n");

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

结果截图：

 

后来查了MSDN的相关说明，我把MSDN的说明贴上来：

 

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。

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

 测试代码：

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

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;      // 隐式转换不行

int m2 = (int)n;   // Compiles, but will create an exception if n is null.会触发异常
int m3 = n.Value;  // Compiles, but will create an exception if n is null.会触发异常

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.

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.此时以为一个运算为null所以结果为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
 */

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;

还有一个就是对bool？的运算的说明

bool? 可以为 null 的类型可以包含三个不同的值：true、false 和null。

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)

有个表格说明，这里就不在网上贴了，（太大）

可以去MSDN看看：

连接：点击打开链接

 

最后加一句：有人帮我解释了下为什么两个位null的字符串相加结果会是Empty，我贴下来：

 

string str1 = null;
string str2 = null;
string str3 = str1 + str2;

string在使用+运算时，并没有做复杂的判断和操作，直接是调用了concat方法，连接两个string，并将结果传递给str3。

而concat方法对参数是这样操作的：使用 Empty 字符串替代任何空参数。

所以，str3不可能为null

 

好心网友也帮我解释了下可空类型的运算过程：

int a = null;
int b = null;
int c = a + b;

解释如下：

对上面的过程，c在使用+运算时，对+运算符左右都调用了get_HasValue方法，并对结果取两个bool结果的and操作，得到一个 bool结果。若该结果为假，则将c初始化为null。甚至如果猜的没错，int？的默认值就是null。若该结果为真，对运算符左右均调用 GetValueOrDefault方法，获取两个值，做add运算，将结果传递给c。
 

 

如果有不同意见，欢迎留言，满足下我的好奇心，谢谢。

[SecuritySafeCritical]
public static string Concat(string str0, string str1)
{
 if (string.IsNullOrEmpty(str0))
 {
 if (string.IsNullOrEmpty(str1))
 {
 return string.Empty;
 }
 return str1;
 }
 else
 {
 if (string.IsNullOrEmpty(str1))
 {
 return str0;
 }
 int length = str0.Length;
 string text = string.FastAllocateString(length + str1.Length);
 string.FillStringChecked(text, 0, str0);
 string.FillStringChecked(text, length, str1);
 return text;
 }
}