空条件运算符不适用于泛型方法中的 Func<T>

Posted 2023-02-21

【中文标题】空条件运算符不适用于泛型方法中的 Func<T>

【英文标题】：null-conditional operator doesn't work with Func<T> inside a generic method

【发布时间】：2017-05-28 23:16:08

【问题描述】：

这是一个编译器错误，还是有特定选择的原因导致空条件运算符不能与泛型方法中的Func 一起使用？

举个例子，下面不编译

public static T Test<T>(Func<T> func)

    return func?.Invoke() ?? default(T);

编译器产生的错误是CS0023 Operator '?' cannot be applied to operand of type 'T'

我知道你也可以这样做：

public static T Test<T>(Func<T> func)

    return func != null ? func() : default(T);

那为什么不允许呢？

进一步详细说明Action<T> 但按预期工作。

public static void Test<T>(Action<T> action, T arg)

    action?.Invoke(arg);

更新（2017-01-17）：

经过更多的研究，它变得更没有意义了，即使有以下几点：

假设我们有一个类（引用类型）

public class Foo

    public int Bar  get; set; 

假设我们有一个Func<int>

Func<int> fun = () => 10;

以下作品：

// This work
var nullableBar = foo?.Bar; // type of nullableBar is int?
var bar = nullableBar ?? default(int); // type of bar is int

// And this work
nullableBar = fun?.Invoke(); // ditto
bar = nullableBar ?? default(int); // ditto

这意味着根据那里应用的逻辑，使用 null-conditional 和 null-coalescing 运算符的值类型的 Func<T> 应该可以工作。

但是，一旦null-conditional 的左侧泛型类型是没有约束的泛型，那么它就不能应用它应该能够考虑的相同逻辑，它可以将相同的逻辑应用于两个值类型 和 明确应用类型时的引用类型。

我知道编译器的限制，但它对我来说没有意义，为什么它不允许它以及为什么它希望输出不同，无论它是参考类型还是值类型，考虑到手动应用类型将产生预期的结果。

【问题讨论】：

var x = func?.Invoke() 也会失败。 x 可以为 null 或具有某些值。编译器不知道这一点。除此之外，编译器不知道T 是否是引用类型。请注意，null 对值类型无效。例如你不能写int I = null。因此你得到的错误。

简而言之，如果T 是引用类型，则Func<T>?.Invoke() 的类型必须是T，如果T 是值类型，则T? 必须是T?。由于 .NET 中的泛型只有一种实现方式（与 C++ 中的模板相反），因此很难做到这一点。从理论上讲，编译器可以通过巧妙的代码生成向后弯腰来完成这项工作。在实践中，C# 编译器的理念不是向后弯腰，而是不允许那些不能直接完成的事情。

【参考方案1】：

不幸的是，我相信您遇到了编译器的边缘情况。 ?. 运算符需要为类返回default(RetrunTypeOfRHS)，为结构返回default(Nullable<RetrunTypeOfRHS>)。因为您没有将 T 限制为类或结构，所以它无法确定要提升到哪一个。

Action<T> 起作用的原因是因为这两种情况下右侧的返回类型都是void，所以它不需要决定要执行哪个提升。

您将需要使用您显示的长格式或在T 上使用两种具有不同约束的方法

    public static T TestStruct<T>(Func<T> func) where T : struct
    
        return func?.Invoke() ?? default(T);
    

    public static T TestClass<T>(Func<T> func) where T : class
    
        return func?.Invoke(); // ?? default(T); -- This part is unnecessary, ?. already
                                                 // returns default(T) for classes.
    

【讨论】：

default(T); 当 T 是 class 时始终为 null，因此可以安全地删除它。 resharper 总是提醒我 xD

@M.kazemAkhgary 刷新，太慢了:)

编译器错误非常可怕。找出问题所在根本无济于事。 +1

接受这个作为答案，因为它解释了操作员的功能。如果你问我，这只是一个奇怪的行为。无论是引用还是值类型，它都应该将值视为相同的值，尤其是如果您定义了默认值。

@Bauss：它不能将值视为相同，这就是重点。不能为子表达式 func?.Invoke() 分配单一类型。实际上，该语言必须重新定义可空性的概念才能使其发挥作用。对于可以以另一种避免问题的方式轻松编写的东西来说，这有点多。 （在您的替代表达式中，没有打字问题：func() 始终是 T 类型，default(T) 也是。）

【参考方案2】：

你应该对泛型函数设置一个约束：

public static T Test<T>(Func<T> func) where T: class

    return func?.Invoke() ?? default(T);

因为结构不能为空，而?. 需要引用类型。

---

由于 Jeroen Mostert 的评论，我了解了幕后发生的事情。 Func<T> 是一个引用类型的委托。如果对T 没有任何约束，代码将无法编译。 Error CS0023 Operator '?' cannot be applied to operand of type 'T'。当你添加约束where T: struct或where T: class时，就会产生底层代码。

代码编写：

    public static T TestStruct<T>(Func<T> func) where T : struct
    
        return func?.Invoke() ?? default(T);
    

    public static T TestClass<T>(Func<T> func) where T : class
    
        return func?.Invoke() ?? default(T);
    

使用 ILSpy 生成和反编译的代码：

    public static T TestStruct<T>(Func<T> func) where T : struct
    
        return (func != null) ? func.Invoke() : default(T);
    

    public static T TestClass<T>(Func<T> func) where T : class
    
        T arg_27_0;
        if ((arg_27_0 = ((func != null) ? func.Invoke() : default(T))) == null)
        
            arg_27_0 = default(T);
        
        return arg_27_0;
    

如您所见，T 是结构时生成的代码与 T 是类时生成的代码不同。所以我们修复了? 错误。但是：当T 是结构时，?? 运算符没有意义。 我认为编译器应该对此给出编译错误。因为不允许在结构上使用??。 #BeMoreStrict

例如：

如果我写：

var g = new MyStruct();
var p = g ?? default(MyStruct);

我得到编译错误：

Error CS0019 Operator '??' cannot be applied to operands of type 'MainPage.MyStruct' and 'MainPage.MyStruct'

【讨论】：

default(T); 始终为 null，因此可以安全删除。

“?. 需要引用类型”充其量是误导，最坏的情况是不正确。 Func<T> 是一个引用类型，如果Func是Func<int>类型（结果是int?类型），func?.Invoke()是合法的。问题是特别在原始代码中，涉及到一个泛型类型T，它可以是引用类型，也可以是值类型。

@JeroenMostert 我添加了一些信息。感谢您的评论。

为类生成的 IL 没有意义。问题似乎是因为编译器生成了该 IL。查看生成的 IL，逻辑如下：如果 func.Invoke 或 default(T) 的结果为空，则将值设置为 default(T)。据我所知，没有办法控制类的default(T) 的值，这意味着它们将总是设置为空。基本上它说 如果结果为 null 然后将其设置为 null 这是没有意义的。如果您问我，它应该生成与结构相同的代码，这似乎合乎逻辑。

这就是为什么我写了`但是：??当 T 是结构时，运算符没有意义。我认为编译器应该对此给出编译错误。因为使用??不允许在结构上。`