int? 竟然真的可以是 null!.NET/C# 确定可空值类型 Nullable 实例的真实类型

使用 Nullable<T> 我们可以为原本不可能为 null 的值类型像引用类型那样提供一个 null 值。不过注意:Nullable<T> 本身也是个 struct,是个值类型哦。这意味着你随时可以调用 .HasValue 这样的方法,而不用担心会出现 NullReferenceException

等等!除了本文提到的一些情况。


Nullable 中的 null

注意看以下的代码。我们创建了一个值为 nullint?,然后依次输出 value 的值、value.GetType()

你觉得可以得到什么结果呢?

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        int? value = GetValue(null);

        Console.WriteLine($"value = {value}");
        Console.WriteLine($"type  = {value.GetType()}");
        Console.WriteLine($"TYPE  = {typeof(int?)}");

        Console.ReadLine();
    }

    private static int? GetValue(int? source) => source;
}


结果是……


果是……


是……


……



崩掉了……

NullReferenceException

那么我们在 value 后面加个空传递运算符:

--  Console.WriteLine($"type  = {value.GetType()}");
++  Console.WriteLine($"type  = {value?.GetType()}");

现在再次运行,我们确认了 value?.GetType() 的值为 null;而 typeof(int?) 的类型为 Nullable<Int32>

null 的类型

然而,我们现在将 value 的值从 null 改为 1

--  int? value = GetValue(null);
++  int? value = GetValue(1);

竟然 value.GetType() 得到的类型是 Int32

1 的类型

于是我们可以得出结论:

  1. 对于可空值类型,当为 null 时,GetType() 会出现空引用异常;
  2. 对于可空值类型,当不为 null 时,GetType() 返回的是对应的基础类型,而不是可空值类型;
  3. typeof(int?) 能够得到可空值类型。

Object.GetType() 和 is 对 Nullable 的作用

docs.microsoft.com 中,有一段对此的描述:

When you call the Object.GetType method on an instance of a nullable type, the instance is boxed to Object. As boxing of a non-null instance of a nullable type is equivalent to boxing of a value of the underlying type, GetType returns a Type object that represents the underlying type of a nullable type.

意思是说,当你对一个可空值类型 Nullable<T> 调用 Object.GetType() 方法的时候,这个实例会被装箱,会被隐式转换为一个 object 对象。然而对可空值类型的装箱与对值类型本身的装箱是同样的操作,所以调用 GetType() 的时候都是返回这个对象对应的实际基础类型。例如对一个 int? 进行装箱和对 int 装箱得到的 object 对象是一样的,于是 GetType() 实际上是不能区分这两种情况的。

那什么样的装箱会使得两个不同的类型被装箱为同一个了呢?

另一篇文档描述了 Nullable<T> 装箱的过程:

  • If HasValue returns false, the null reference is produced.
  • If HasValue returns true, a value of the underlying value type T is boxed, not the instance of Nullable.

这才是为什么 GetType() 会得到以上结果的原因。

同样的,也不能使用 is 运算符来确定这个类型到底是不是可空值类型:

Console.WriteLine($"value is int  = {value is int}");
Console.WriteLine($"value is int? = {value is int?}");

最终得到两者都是 True

用 is 确定类型

应该如何判断可空值类型的真实类型

使用 Nullable.GetUnderlyingType(type) 方法,能够得到一个可空值类型中的基础类型,也就是得到 Nullable<T>T 的类型。如果得不到就返回 null

所以使用以下方法可以判断 type 的真实类型。

bool IsNullable(Type type) => Nullable.GetUnderlyingType(type) != null;

然而,这个 type 的实例怎么来呢?根据前面的示例代码,我们又不能调用 GetType() 方法。

实际上,这个 type 的实例就是拿不到,在运行时是不能确定的。我们只能在编译时确定,就像下面这样:

bool IsOfNullableType<T>(T _) => Nullable.GetUnderlyingType(typeof(T)) != null;

如果你是运行时拿到的可空值类型的实例,那么实际上此方法也是无能为力的。

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        Console.Title = "walterlv's demo";

        int? value = GetValue(1);
        object o = value;
        Console.WriteLine($"value is nullable? {IsOfNullableType(value)}");
        Console.WriteLine($"o     is nullable? {IsOfNullableType(o)}");

        Console.ReadLine();
    }

    private static int? GetValue(int? source) => source;

    static bool IsOfNullableType<T>(T _) => Nullable.GetUnderlyingType(typeof(T)) != null;
}

运行时是拿不到的


参考资料

本文会经常更新,请阅读原文: https://walterlv.com/post/how-to-identify-a-nullable-type.html ,以避免陈旧错误知识的误导,同时有更好的阅读体验。

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