6.9　可空特性

在很多情况下，明确告诉编译器你需要处理空值，并需要为此添加一些防护措施，比笼统地关闭空值功能或者关闭空值警告更有意义。若要实现这一点，可以将一些元数据（metadata）作为特性（attribute）包含在代码中。第18章将更加深入地介绍特性这一概念。在System.Diagnostics.CodeAnalysis命名空间中定义了7种不同的可空特性，有些属于前置条件，有些属于后置条件。（见表6.1）

表6.1　可空特性

这些可空特性对编程很有帮助，因为有时将数据定义为可空或者不可空，并不足以提高程序的健壮性。为了弥补这种不足，你可以使用可空特性对方法的输入数据（使用前置条件可空特性）和输出数据（使用后置条件可空特性）进行描述。前置条件可空特性用来描述调用者输入的数据是否可以为空值，而后置条件可空特性用来描述调用者将接收到的数据会不会为空值。代码清单6.36中的两个名为“TryGet……”的函数展示了一个可空特性的应用示例。

代码清单6.36　NotNullWhen和NotNullIfNotNull特性的应用示例

观察上面代码你会注意到，即便digitText变量被定义为可空，后面在调用其ToLower方法时也没有使用空合并操作符。如果编译这段代码，会发现此处甚至不会产生编译器警告。这是因为在TryGetDigitAsText()方法的定义中，输出变量text被标记了NotNullWhen(true)特性。它告诉编译器，如果该方法返回true（即NotNullWhen特性中指定的值），则digit text不会为null。NotNullWhen是一个后置条件特性，因此它的条件是否成立会在方法结束后再被评估。有了这个认识，再次观察代码，可以注意到ToLower方法的调用发生在if判断的内部，因此只有当TryGetDigitAsText()返回true，该调用才会发生。而根据NotNullWhen特性的描述，此时digitText变量一定不会是null，所以这里既不需要使用空合并操作符，也不会产生编译器警告。

上面代码中的第二个方法TryGetDigitsAsText()[1]也采用了类似的可空特性描述。它用前置条件特性NotNullIfNotNull声明了：如果输入参数text不为null，则函数返回值也不为null。

高级主题：用可空特性修饰泛型类型

在泛型编程中，我们经常希望将泛型类型声明为可空。但是，由于可空值类型（派生于Nullable<T>）与可空引用类型本质上是完全不同的数据类型，因此如果要将泛型类型声明为可空，则必须将该泛型类型约束为值类型或者引用类型，否则，将会产生下面的编译错误：

但是，一个方法的逻辑有时候对于值类型和引用类型完全相同，如果因为上述原因而被迫写两份没有差别的代码，则会令人非常沮丧。更糟的是，如果采用类型约束，则由于类型约束无法产生不同的方法签名，导致无法使用重载，因此不得不将两份相同的代码写在两个不同名的方法中。在这种情况下，更好的解决办法是使用可空特性，如代码清单6.37所示。

代码清单6.37　为可能的null返回值使用MaybeNull特性

上面代码中的GetObject方法从sequence集合中寻找能够使match预测函数返回true的元素。如果这样的元素存在，则返回该元素；否则，返回null值。遗憾的是，编译器不允许在没有类型约束的情况下采用T?这样的写法[2]，而如果忽略可空修饰符，则会产生编译器警告。为了解决这个问题，可以使用后置条件可空特性MaybeNull来代替可空修饰符。

[1] 注意该方法的名称与第一个方法不同。其中“Digits”一词多了字母“s”。——译者注

[2] 即为没有类型约束的泛型类型添加可空修饰符。——译者注