可空引用类型：如何指定“T”？类型不受类或结构的限制

Question

我想创建一个具有

T

类型成员的泛型类。

T

可以是类、可为空的类、结构体或可为空的结构体。所以基本上什么都可以。这是一个显示我的问题的简化示例：

#nullable enable

class Box<T> {
    public T Value { get; }

    public Box(T value) {
        Value = value;
    }

    public static Box<T> CreateDefault()
        => new Box<T>(default(T));
}

由于使用新的

#nullable enable

功能，我收到以下警告：

Program.cs(11,23): warning CS8653: A default expression introduces a null value when 'T' is a non-nullable reference type.

这个警告对我来说是有道理的。然后我尝试通过向属性和构造函数参数添加

?

来修复它：

#nullable enable

class Box<T> {
    public T? Value { get; }

    public Box(T? value) {
        Value = value;
    }

    public static Box<T> CreateDefault()
        => new Box<T>(default(T));
}

但现在我收到两个错误：

Program.cs(4,12): error CS8627: A nullable type parameter must be known to be a value type or non-nullable reference type. Consider adding a 'class', 'struct', or type constraint.
Program.cs(6,16): error CS8627: A nullable type parameter must be known to be a value type or non-nullable reference type. Consider adding a 'class', 'struct', or type constraint.

但是，我不想添加约束。我不在乎

T

是类还是结构。

一个明显的解决方案是将违规成员包装在

#nullable disable

指令下。然而，就像

#pragma warning disable

一样，除非有必要，否则我想避免这样做。有没有另一种方法可以让我的代码在不禁用可空性检查或 CS8653 警告的情况下进行编译？

$ dotnet --info
.NET Core SDK (reflecting any global.json):
 Version:   3.0.100-preview4-011223
 Commit:    118dd862c8

Answer 1

如果您使用 C# 9 或更高版本该怎么办

在 C# 9 中，您可以在不受约束的类型参数上使用

T?

来指示当 T 是引用类型时该类型始终可为 null。事实上，在将

?

添加到属性和构造函数参数后，原始问题中的示例“正常工作”。请参阅以下示例，了解您对

Box<T>

的不同类型参数可能期望的行为。

var box1 = Box<string>.CreateDefault();
// warning: box1.Value may be null
box1.Value.ToString();

var box2 = Box<string?>.CreateDefault();
// warning: box2.Value may be null
box2.Value.ToString();

var box3 = Box<int>.CreateDefault();
// no warning
box3.Value.ToString();

var box4 = Box<int?>.CreateDefault();
// warning: 'box4.Value' may be null
box4.Value.Value.ToString();

如果您使用的是 C# 8，该怎么办

在 C# 8 中，无法在不受约束的类型参数上放置可为 null 的注释（即未知是引用类型还是值类型）。

正如对此问题的评论中所讨论的，您可能需要考虑一下具有默认值的

Box<string>

在可空上下文中是否有效，并可能相应地调整您的 API 表面。也许类型必须是

Box<string?>

才能使包含默认值的实例有效。但是，在某些情况下，您可能希望指定属性、方法返回或参数等仍然可以为 null，即使它们具有不可为 null 的引用类型。如果您属于该类别，您可能会想要使用与可空性相关的属性。

.NET Core 3 中引入了 MaybeNull 和 AllowNull 属性来处理这种情况。

这些属性的一些具体行为仍在不断演变，但基本思想是：

• [MaybeNull]

  表示某些内容（读取字段或属性、方法返回等）的 output 可能是

  null

  。

• [AllowNull]

  表示某些内容（写入字段或属性、方法参数等）的 输入 可以是

  null

  。

#nullable enable
using System.Diagnostics.CodeAnalysis;

class Box<T>
{
    // We use MaybeNull to indicate null could be returned from the property,
    // and AllowNull to indicate that null is allowed to be assigned to the property.
    [MaybeNull, AllowNull]
    public T Value { get; }

    // We use only AllowNull here, because the parameter only represents
    // an input, unlike the property which has both input and output
    public Box([AllowNull] T value)
    {
        Value = value;
    }

    public static Box<T> CreateDefault()
    {
        return new Box<T>(default);
    }

    public static void UseStringDefault()
    {
        var box = Box<string>.CreateDefault();
        // Since 'box.Value' is a reference type here, [MaybeNull]
        // makes us warn on dereference of it.
        _ = box.Value.Length;
    }

    public static void UseIntDefault()
    {
        // Since 'box.Value' is a value type here, we don't warn on
        // dereference even though the original property has [MaybeNull]
        var box = Box<int>.CreateDefault();
        _ = box.Value.ToString();
    }
}

请参阅 https://devblogs.microsoft.com/dotnet/try-out-nullable-reference-types 了解更多信息，特别是“T 的问题？”部分。

Answer 2

Jeff Mercado 在评论中提出了一个很好的观点：

我认为你在这里有一些相互矛盾的目标。您希望拥有默认框的概念，但对于引用类型，还有什么是合适的默认值？引用类型的默认值为 null，这与使用可为 null 的引用类型直接冲突。也许您需要将 T 限制为可以默认构造的类型 (new())。

例如，

default(T)

的

T = string

将是

null

，因为在运行时

string

和

string?

之间没有区别。这是语言功能当前的限制。

我通过为每种情况创建单独的

CreateDefault

方法来解决这个问题：

#nullable enable

class Box<T> {
    public T Value { get; }

    public Box(T value) {
        Value = value;
    }
}

static class CreateDefaultBox
{
    public static Box<T> ValueTypeNotNull<T>() where T : struct
        => new Box<T>(default);

    public static Box<T?> ValueTypeNullable<T>() where T : struct
        => new Box<T?>(null);

    public static Box<T> ReferenceTypeNotNull<T>() where T : class, new()
        => new Box<T>(new T());

    public static Box<T?> ReferenceTypeNullable<T>() where T : class
        => new Box<T?>(null);
}

这个似乎类型对我来说是安全的，但代价是更丑陋的调用站点（

CreateDefaultBox.ReferenceTypeNullable<object>()

而不是

Box<object?>.CreateDefault()

）。在我发布的示例类中，我只是完全删除这些方法并直接使用

Box

构造函数。哦，好吧。