可空类型概述

可空类型具有以下特性：

• 可空类型表示可被赋值为 null 值的值类型变量。无法创建基于引用类型的可空类型。（引用类型已支持 null值。）。

• 语法 T? 是 System.Nullable<T> 的简写，此处的 T 为值类型。这两种形式可以互换。

• 为可空类型赋值与为一般值类型赋值的方法相同，如 int? x = 10; 或 double? d = 4.108;。

• 如果基础类型的值为 null，请使用 System.Nullable.GetValueOrDefault 属性返回该基础类型所赋的值或默认值，例如 int j = x.GetValueOrDefault();

• 请使用 HasValue 和 Value 只读属性测试是否为空和检索值，例如 if(x.HasValue) j = x.Value;

  • 如果此变量包含值，则 HasValue 属性返回 True；或者，如果此变量的值为空，则返回 False。

  • 如果已赋值，则 Value 属性返回该值，否则将引发 System.InvalidOperationException。

  • 可空类型变量的默认值将 HasValue 设置为 false。未定义 Value。

• 使用 ?? 运算符分配默认值，当前值为空的可空类型被赋值给非空类型时将应用该默认值，如 int? x = null; int y = x ?? -1;。

• 不允许使用嵌套的可空类型。将不编译下面一行：Nullable<Nullable<int>> n;

使用可空类型

可空类型可以表示基础类型的所有值，另外还可以表示 null 值。可空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 是可空类型的基础类型。T 可以是包括 struct 在内的任何值类型；但不能是引用类型。

有 关可能使用可空类型的示例，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），变量可存在于未定义的状态。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。可空类型修饰符使 C# 能够创建表示未定义值的值类型变量。

可空类型示例

任何值类型都可用作可空类型的基础。例如：

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

可空类型的成员

可空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。当变量包含非空值时，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。

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

也可以通过下面的方法测试是否包含值：

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

显式转换

可空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：

C#
int? n = null;

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

隐式转换

可使用 null 关键字将可空类型的变量设置为空，如下所示：

C#
int? n1 = null;

从普通类型到可空类型的转换是隐式的。

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

运算符

可空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。如果操作数为空，这些运算符将产生一个空值；否则运算符将使用包含的值来计算结果。例如：

C#
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.

在执行可空类型的比较时，如果其中任一可空类型为 null，则比较结果将始终为 false。因此，一定不要以为由于一个比较结果为 false，相反的情况就会为 true。例如：

C#
int? num1 = 10;
int? num2 = null;
if (num1 >= num2)
{
    System.Console.WriteLine("num1 is greater than or equal to num1");
}
else
{
    // num1 is NOT less than num2
}

上面的 else 语句中的结论无效，因为 num2 为 null，所以不包含值。

??运算符

?? 运算符定义在将可空类型分配给非可空类型时返回的默认值。

C#
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空类型。例如：

C#
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? 类型

bool? 可空类型可以包含三个不同的值：true、false 和 null。它们本身不能用于条件语句，如 if、for 或 while。例如，下面的代码编译失败，并将报告编译器错误 CS0266：

bool? b = null;
if (b) // Error CS0266.
{
}
这 是不允许的，因为 null 在条件上下文中意味着什么并不清楚。为了能在条件语句中使用，可空布尔值可以显式强制转换为 bool，但是如果对象有值 null，将引发 InvalidOperationException。因此，在强制转换为 bool 前检查 HasValue 属性很重要。

可空布尔值类似于 SQL 中使用的布尔变量类型。为了确保 & 和 | 运算符产生的结果与 SQL 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：