C# 11 中的参数 null 检查

Intro

C# 11 将引入一个新的操作符 !! 来简化我们代码中的对于参数的 null 检查，昨天发布的 .NET 7 Preview 1 已经支持了这一语法，感兴趣的不妨来试一下吧，下面我们就来看一下如何使用吧

Prepare

如果你想在本地代码中进行编译测试，需要安装 .NET 7 Preview 1 的 SDK，下载地址：

然后在本地创建一个控制台应用程序，可以通过命令 dotnet new console 来创建

创建成功之后，手动修改项目文件，配置 C# 语言版本为 preview，如下所示添加 <LangVersion>preview</LangVersion>：

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk"><PropertyGroup><OutputType>Exe</OutputType><TargetFramework>net7.0</TargetFramework>    <ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings><Nullable>enable</Nullable>
+   <LangVersion>preview</LangVersion></PropertyGroup></Project>

Sample

!! 是一个新的操作符，加在参数后面编译器会自动生成一段 null 检查的代码

bang-bang operator

下面我们就来试一下吧，测试代码如下：

Hello("World");try
{Hello(null!);
}
catch (Exception ex)
{Console.WriteLine(ex);
}void Hello(string name!!)
{Console.WriteLine($"Hello, {name}!");
}

运行 dotnet run 来执行代码，可以看到类似下面的输出结果：

可以看到当传了一个 null 的时候，会抛出一个 ArgumentNullException 的异常，说明确实是做了 null 检查的

这个操作符不仅仅适用于方法参数，也可以用于委托参数、索引器等

What's inside

从上面的输出结果我们可以看到有做 null 检查，实际是什么样子的呢？我们可以反编译一下代码来看一下实际生成的代码是怎么样的

反编译的结果如下：

Program 类型和 Main 方法 是由编译器自动生成的，这是 C# 9 引入的顶级语句 (Top-Level Statements)

可以看到我们代码中的 Hello 方法没有了，有一个编译器生成的另外一个方法，它是我们原来方法的变形，只增加了一句代码

<PrivateImplementationDetails>.ThrowIfNull(name, "name");

我们再看一下其中的实现，实现如下：

可以看到在这里实现了 null 检查，如果参数是 null 就会抛出 ArgumentNullException 异常

看到这里相信大家都知道是怎么实现的了，那么有个问题可以思考一下，这里我们使用了一个方法，如果有两个这样的方法会是什么样的呢？<PrivateImplementationDetails> 这个类会生成两个吗？我们来尝试一下，我们把这个方法拷贝一下改个名字再来反编译一下

void Hello1(string name!!) => Console.WriteLine($"Hello, {name}!");

反编译结果如下：

可以看到实际是调用的同一个方法，<PrivateImplementationDetails> 这个类型只生成了一次

那如果这两个方法是在两个项目中会怎么样呢？可以自己动手试一下~~

More

这个操作符使用时，还有一些注意事项

如果你启用了可空引用类型，并将参数声明为可空的引用类型，编译器会产生一个警告，因为实际上是不应该为 null 的，为 null 就会抛异常，所以编译器会警告，示例如下：

// warning CS8995: Nullable type 'string?' is null-checked and will throw if null.
// void Hello2(string? name!!) => Console.WriteLine($"Hello, {name}!");

值类型是不能使用这个操作符的，因为值类型是不会为 null 的，编译器会直接报错，但可空值类型是可以的，例如：

// error CS8992: Parameter 'int' is a non-nullable value type and cannot be null-checked.
// void Hello3(int name!!) => Console.WriteLine($"Hello, {name}!");

另外 out 参数也不能使用这个操作符，如：

// error CS8994: 'out' parameter 'name' cannot be null-checked.
// void Hello4(out string name!!) => name = "World";

想要尝试的小伙伴可以装一下 .NET 7 preview 1 来体验，如果不想装 preview 也可以通过 一个在线网站 sharplab https://sharplab.io/ 来体验编译器的新特性

.NET runtime 中的代码已经用上了这个新的操作符来简化参数的 null 检查，可以参考：https://github.com/dotnet/runtime/pull/64720

References

• https://github.com/dotnet/csharplang/blob/c7361547c0c00e0116f6e4ac3767d7b6bc7442b6/proposals/param-nullchecking.md

• https://github.com/dotnet/runtime/pull/64720

• https://github.com/WeihanLi/SamplesInPractice/tree/master/CSharp11Sample