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.NET 每周分享第 13 期

卷首语

Nullable 类型

Null 是一个百万美元的错误，C# 代码花费了很多精力来消灭这个错误，在 C# 8.0 中引入了 nullable reference types 来解决这个问题。

Overview

对于一个值类型，C# 已经有了很好的解决方案，就是 Nullable<T> 的类型，它表示该值可以为 null 也可以是需要的 T 类型的值，一种简写的方案是 T? ，比如 int?, Datetime?, Guid? 等等。 但是对于引用类型，它本身就可以表示为 null，比如说

string s = GetValue();

这里的 s 既可以表示为普通的字符串，也可以表示为一个null。在 C# 工程文件中，可以通过这种方式开启 NRT

<Nullable>enable</Nullable>

这时候，我们的代码如下

string? s  = GetValue();

这时候，编译器知道 s 既可以是普通的字符串，也可以为 null，如果我们的代码如下

string s = GetValue();

这时候 s 肯定非 null，换句话说就是 NRT 开启后，普通的引用类型就不能再为 null。

IL 代码

熟悉 C# 的知道，NRT 同样也是一种语法糖，那么对于这样的代码

int? GetInt() => 1;
string? GetString() => "";

转换成 IL 代码如下

.method private hidebysig instance valuetype [System.Runtime]System.Nullable`1<int32>
  GetInt() cil managed
{
  .maxstack 8

  IL_0000: ldc.i4.1
  IL_0001: newobj    instance void valuetype [System.Runtime]System.Nullable`1<int32>::.ctor(!0)
  IL_0006: ret
}

.method private hidebysig instance string
  GetString() cil managed
{
  .custom instance void System.Runtime.CompilerServices.NullableContextAttribute::.ctor([in] unsigned int8)
    = (01 00 02 00 00)
  .maxstack 8

  IL_0000: ldstr      ""
  IL_0005: ret
}

显而易见的是，int? 代码转换成 [System.Runtime]System.Nullable1<int32> 表示，而 string? 则添加了NullableContextAttribute 的注解。 该注解的构造支持三种参数

  • 0： 忽视，保持 C# 8 以前版本一致
  • 1: 非注解，表示该引用类型不能为 null
  • 2： 注解，表示该引用类型可以为 null

通过这种方式，编译器的分析工具就能工作，为代码提供更多 null 检查。工程文件中的 Nullable 元素也有下面四种选择

  1. disable - 不开启 NRT
  2. enabled - 开启 NRT
  3. warning - 开始 NRT 不过编译时候出现 Warning
  4. anotations - 只开启 ? 语法功能

除此之外，也在在单个文件中开启 NRT。

注解代码

虽然有了 ? 可以帮助编译器分析我们的代码，但是这个还不够，我们需要使用代码注解来提高编译器的分析能力。

public static string? Slugify(string? value)
{
    if (value == null)
    {
        return null;
    }

    return value.Replace(" ", "-").ToLowerInvariant();
}

Slugify 方法如果传入的参数不为 null，那么返回值就不是 null， 这样的代码其实并不需要做 null check。

var slug = Slugify("This is a test");
Console.WriteLine(slug.Length); /

如果我们在方法中添加代码注解，那么编译器就能知道返回值不为 null.

[return: NotNullIfNotNull("value")]
public static string? Slugify(string? value)
{
    // ...
}

var slug = Slugify("This is a test");
Console.WriteLine(slug.Length); // All good! Known to be not null

这里的 [return:NotNullIfNotNull("value")] 告诉编译器，如果 value 参数不为 null， 则返回值不为 null，这样就跳过了 null check。除了这个注解之外，还有更多的注解。

如何使用

软件开发没有银弹，NRT 是一个非常棒的特性，但是作为一个 breaking-change 的功能，完全采取 NRT 仍然需要大量的工作的要做，一般而言方案如下

  1. 如果是小的项目，可以直接在工程文件中开启 <Nullable>enable<Nullable> 功能
  2. 对于大型项目，可以先在工程项目中关闭 NRT，然后依次在文件中开启该功能
  3. 也可以设置为 warning, 然后再每个文件中开启，然后逐步解决掉每个 warning.

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dotnet format

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dotnet format --verify-no-changes

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Run dotnet format --verify-no-changes
Warning: /home/runner/work/dotnet-format/dotnet-format/DotnetFormatExample/Calculator.cs(7,13):
warning IDE0007: use 'var' instead of explicit type
[/home/runner/work/dotnet-format/dotnet-format/DotnetFormatExample/DotnetFormatExample.csproj]
Error: Process completed with exit code 2.

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