C#中檢查null的語法糖

今天看到已經更新了devblogs，新增的C# 11的!!（用於檢查null的語法）經過非常長的討論，最後取消了。然後我又想起來null檢查，這個可以說一說。

函數參數null檢查

傳統寫法

寫一個函數的時候，最經典的檢查，估計也是大家最常使用的null檢查，應該是這樣的吧：

public static void GetV1(string prompt)
{
    if (prompt is null) throw new ArgumentNullException(nameof(prompt));
    Console.WriteLine(prompt);
}

ThrowIfNull

這個寫起來也沒啥問題，但是總覺得有點不舒適。.NET 6在ArgumentNullException中新增了ThrowIfNull方法，可以寫的更優雅一點。

public static void GetV2(string prompt)
{
    ArgumentNullException.ThrowIfNull(prompt);
    Console.WriteLine(prompt);
} 

異常的時候，就會出現：System.ArgumentNullException: 'Value cannot be null. (Parameter 'prompt')'。這個是不是簡單了點？可是還是需要寫一行。

C# 11的!!語法（已經取消）

C# 11剛preview的時候，我就瞄到了這個特性，現在依然可以通過設置preview來進行啟用，但是以後正式發佈估計就不行了。

它通過在參數後面疊加!!表示此參數不可為空，運行時會自動進行檢查，如果是null就直接彈出錯誤。

public static void GetV3(string prompt!!)
{
    Console.WriteLine(prompt);
}

這個代碼會被編譯器翻譯成：

public static void GetV3(string prompt!!)
{
    if (prompt is null) {
        throw new ArgumentNullException(nameof(prompt));
    }
    Console.WriteLine(prompt);
}

這樣大家就可以專註於業務代碼，不需要經常考慮異常檢查了。至於為什麼這個東西最後還是被刪除了，可以從討論中看到一絲端倪，首先是感覺非常糾結於這個語法，兩個嘆號；然後就是已經有比較多的方式可以實現檢查了，這個東西是否有必要。反正最終是以後再討論了，不過也可以看出來C#語言工作組對語言的特性討論非常謹慎。

他們還討論了很多別的形式，每種都提出了各自的優缺點挺有意思的，能看出來有一點設計語言的嚴謹和小強迫症在，點贊~

void M(string s!!);
void M(string! s);
void M(string s!);
void M(notnull string s);
void M(string s ?? throw);
void M(string s is not null);
void M(checked string s);
void M(string s) where s is not null;

有關null的一些操作

說起這個，就順便說說c#處理null的另外幾個語法糖吧。

??

如果左邊是的null，那麼返回右邊的操作數，否則就返回左邊的操作數，這個在給變數賦予預設值非常好用。

int? a = null;
int b = a ?? -1;
Console.WriteLine(b);  // output: -1

??=

當左邊是null，那麼就對左邊的變數賦值成右邊的

int? a = null;
a ??= -1;
Console.WriteLine(a);  // output: -1

?.

當左邊是null，那麼不執行後面的操作，直接返回空，否則就返回實際操作的值。

using System;
public class C {
    public static void Main() {
        string i = null;
        int? length = i?.Length;
        Console.WriteLine(length ?? -1); //output: -1
    }
}

?[]

索引器操作，和上面的操作類似

using System;
public class C {
    public static void Main() {
        string[] i = null;
        string result = i?[1];
        Console.WriteLine(result ?? "null"); // output:null
    }
}

註意，如果鏈式使用的過程中，只要前面運算中有一個是null，那麼將直接返回null結果，不會繼續計算。下麵兩個操作會有不同的結果。

using System;
public class C {
    public static void Main() {
        string[] i = null;
        Console.WriteLine(i?[1]?.Substring(0).Length); //不彈錯誤
        Console.WriteLine((i?[1]?.Substring(0)).Length) // System.NullReferenceException: Object reference not set to an instance of an object.
    }
}

一些操作

//參數給予預設值
if(x == null) x = "str";
//替換
x ??= "str";


//條件判斷
string x;
if(i<3) 
    x = y;
else 
{  
    if(z != null) x = z; 
    else z = "notnull";
}
//替換
var x = i < 3 ? y : z ?? "notnull"


//防止對象為null的時候，依然執行代碼
if(obj != null) 
    obj.Act();
//替換
obj?.Act();

//Dictionary取值與賦值
string result;
if(dict.ContainKey(key))
{
    if(dict[key] == null) result = "有結果為null";
    else result = dict[key];
}
else 
    result = "無結果為null";
//替換
var result= dict.TryGetValue(key, out var value) ? value ?? "有結果為null" : "無結果為null";

結語

原來新定的C# 11提供了一個新的??，話說我個人還是挺喜歡這個特性的，不管以什麼形式出現吧，期待以後再見。

C#中為了處理null給我們準備了許多的語法糖，只能說非常簡便了。有很多人會說這個可讀性不好，或者覺得這是“茴字的幾種寫法”似的歪門邪道，我只能說，傳統的語法也不是說取消了，語言有發展，只要還是比較審慎的，我覺得還是一件好事。

參考資料

• https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/language-reference/operators/member-access-operators#null-conditional-operators--and-
• https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/language-reference/operators/null-coalescing-operator

後記

一定要誇一下博客園，寫完這篇文章想登陸博客園發佈的時候，被登陸卡住了。彈出來和google一樣的驗證畫面，找紅綠燈找人行橫道什麼的，只能說我找了幾分鐘也沒找明白，我確信我已經點的正確了，所有的區塊，占上了有一點算不算？不知道也沒有反饋，就點呀點呀，密碼我已經按照要求設置的夠複雜了，還有必要通過這種反人類的東西來驗證嗎？不理解，京東阿裡之類的購物網站的驗證也就拖一下完事，這博客園的後臺估計比那些個地方還要敏感吧，贊一個！太贊了！