C#将引入可空的引用类型

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摘要

是的，标题没错。C#其中一份新提案假定，所有的引用类型在默认情况下都是不可空的。在新语法下，你需要显式地标明一个引用变量是可空的，就像对值类型所做的那样。

正文

是的，标题没错。C#其中一份新提案假定，所有的引用类型在默认情况下都是不可空的。在新语法下，你需要显式地标明一个引用变量是可空的，就像对值类型所做的那样。

和值类型一样，T是指不可空类型，而T?是指可空类型。以下情况会产生警告：

• 取消对可空变量的引用；
• 一个可空变量或参数被赋值给一个不可空变量；
• 从T?[]转换到T[]；
• 从T[]转换到T?[]；
• 将一个空字面量赋值给一个不可空变量或参数；
• 构造函数没有给所有的不可空字段赋值；

对于前两种情况，如果你使用了感叹号运算符（x!）或者编译器能够证明已经执行了null检查，那么警告将被忽略。

实现细节

底层编译器将会忽略可空注解，因此，那不是问题。不过，在程序集级，应该有某种标记，可以说明库在编译时启用了可空注解。

由于所有这类可空的东西从技术上讲都是一种破坏性修改，所以当前的计划是允许开发人员选择下面的类别：

• 可空警告；
• 不可空警告；
• 警告来自其他文件中的注解。

提案继续写道：

选择参与的粒度表明，这是一个类似分析器的模型，大段的代码通过编译指令选择参与和退出，用户可以选择安全级别。此外，每个库的选项（“在准备好应对后果之前，忽略JSON.NET中的注解”）可以表示为代码中的属性。

根据预期，这种设计要达到以下三个目的：

• 用户可以像他们希望的那样逐步采用可空属性检查；
• 库作者可以添加可空属性注解，而不必担心破坏用户的代码；
• 除此之外，没有“配置噩梦”之感。

对于同一个方法，你不必进行可空和不可空的重载。虽然从技术上讲，CLR支持这样做，但那不是CLS或者通用语言规范的组成部分。这意味着，大多数编译器都会不知道发生了什么。HaloFour作了如下说明：

modreq不是CLS。modopt确实支持重载，但需要具体了解所有重要编译器的这个部分，因为至少要将修饰符复制到调用签名里。两者都会破坏与现有方法签名的兼容。对于希望在整个BCL快速传播的东西来说，使用modopt会成为巨大的障碍。

泛型

在使用泛型时，以下情况会出现额外的警告：

• 从C<T>转换到C<T?>，除非类型参数是协变量（出）；
• 从C<T?>转换到C<T>，除非类型参数是反变量（入）；
• 使用C<T?>，然后将类型参数限制为不可为空。

使用“class”，则泛型强制非空。使用“class?”则允许空值。该提案继续写道：

如果一个类型参数没有约束，或者只有可空约束，则情况会稍微复杂一些：这意味着，相应的类型参数既可以为空，也可以不为空。在那种情况下，安全的做法是将类型参数既作为可空参数来处理，又作为不可空参数来处理，任何一个不满足，就发出警告。

数组

数组是一项特殊的挑战，因为在一个不可为空的数组中，不一定可以确保每个槽都有一个值。

对于一个非空引用数组，我们无法通过充分地跟踪来保证数组的所有元素都被初始化。不过，在从数组读取数据或者传递数组之前，如果新创建的数组没有元素被赋值，我们就会发出警告。那应该可以处理常见的情况，而又不带来太多干扰。

开放性设计问题

使用default(T)应该发出警告吗？还是说假定它会返回T?，而不是T？

可以删除局部变量上的?而根据使用情况推断其可空性吗？

参数可以使用T! x模式自动生成null检查吗？

可以调整一下可空值类型，以便让开发人员可以使用x.method代替x.Value.method吗（这用在当x已知非空时，比如已经成功完成了null检查）？

更多信息

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查看英文原文：C# Futures: Nullable Reference Types