C# 可空類型(Nullable)的正確使用方式

本文使用 .NET 6(C# 10) 做示範

Nullable 的警告

    
public class User
{
    public string Id { get; set; } = null;
}
    

上面的程式碼在 null 上會有黃色的線條提示警告: Cannot convert null literal to non-nullable reference type

無法將 null 文字轉換為不可為 null 的參考類型？！什麼鬼？該怎麼讓這個警告消失？
很簡單，在文件最上方加入 #nullable disable 即可:

    
#nullable disable

public class User
{
    public string Id { get; set; } = null;
}
    

這樣就不會再出現警告了，解決！每天晚上 23:59 分準時發布新文章，我們明天見～

什麼是 Nullable ？

C# 8.0 推出了「可為 Null 的參考型別」(Nullable)，並從 .NET 6(C# 10)開始預設啟用，只要變數出現空就會給予警告，目的是為了提醒我們可能是 Null ，盡量避免出現無效操作異常:

    
Unhandled exception. System.InvalidOperationException: Nullable object must have a value.
    

Nullable 的使用也很簡單，就是在型態後面加上一個問號，代表可以為空，看一下幾個範例:

    
int number1; // 不可為空，預設是 0
int number2 = 0; // 不可為空，預設是 0
int? number3 = null; // 可以為空

string str1 = null!; // 一定不會是空，告訴編譯器不用緊張，我自己處理
string str2 = string.Empty; // 初始值為空字串
string str3 = null; // 可以為空

List<int> list1 = null!; // 一定不會是空
List<int> list2 = new List<int>(); // 初始值為空集合
List<int>? list3 = null; // 可以為空
    

如果我們很確定他一定不會是 null ，又不想給予初始值，就可以使用 null! 安撫編譯器，讓他明白我們知道不會空，一切都在我們的掌控之中。

Nullable 的使用方式

    
int number1 = 1;
int? number2 = 2;
int ans = number1 + number2;
    

奇怪？上面這個哪裡錯了？數字加數字為什麼會出錯？ Nullable 真難用，居然會出現錯誤訊息：

    
Cannot convert source type 'System.Nullable<int>' to target type 'int'
    

一開始遇到 Nullable 都會卡很久，這到底是什麼鬼？乾脆全部都用不可為空，讓 Nullable 坐冷板凳。

其實加了那個 Nullable 的問號，就會把他的類型用 Nullable 包起來，下面兩個語法是等效的：

    
int? number2 = 2;
    

    
System.Nullable<int> number2 = 2;
    

既然 int 被包了一層，那我們要使用的時候就需要把它拿出來，使用 .Value 就可以輕鬆解決：

	
int number1 = 1;
System.Nullable<int> number2 = 2; // int? number2 = 2;
int ans = number1 + number2.Value;
Console.WriteLine(ans); // 3
    

Nullable 好用之處

我們來看一個常見的範例，被除數除以除數，如果除數為 null (當然 0 也不能，這裡只是示範)，則會拋出例外

    
int? dividend = 10;
int? divisor = null;
int quotient = dividend.Value / divisor.Value;
Console.WriteLine($"quotient = {quotient}");

/*
Unhandled exception. System.DivideByZeroException: Attempted to divide by zero.
*/
    

在 int 的 Nullable 中有以下幾種常見的方式用來解決這個問題:

    
// 如果 divisor 為 null，直接設定為 1
int dividendValue = dividend ?? 1;
// 嘗試取得 divisor 的值，如果為預設值，則設定為 1
int dividendValue = dividend.GetValueOrDefault(1); // 如果沒有傳入參數，則使用預設值(預設為 0)
// 如果 divisor 為 null，拋出 ArgumentNullException 例外，不處理
int dividendValue = dividend ?? throw new ArgumentNullException(nameof(dividend));
    

有這些語法糖，在操作上就非常容易。

參考資料：
Microsoft.Learn - Nullable reference types (C# reference)
Microsoft.Learn - Nullable value types (C# reference)
Microsoft.Learn - The history of C# - C# 8