.NET项目升级：可为空引用

c# 8引入了新特性：“可为空引用”（详情），这个功能个人觉得挺好的，能够非常明确的表现程序设计者的意图，编译器能够进行检查，尽最大可能减小NullReferenceException错误。

如果是新项目，那么上手很简单，一点点搭建起来，遇山开山，遇河渡河。但是对于我这种手头上的项目大多都是以前创建的情况，就要稍微做那边么一点操作了。

要看完整说明，请查看开头的那个链接。

准备

首先评估一下几个条件：

  1. 项目可以基于.NET CORE 3.0及以上编译。如果不行，那么就请直接右上角点×。
  2. 是不是大多数的变量都需要null引用？如果是的话，个人觉得不值得费劲了。

操作

以一个ASP.NET WEBAPI为例，项目修改前是能够正常编译无错误无警告的。

1. 启用Nullable（可为空引用类型）

Nullable默认是不启用的，需要做一些修改以启用。有两种方式：

  • 修改csproj文件，在ProperyGroup里面添加enable项。

对于比较小型的项目，可以直接修改，这样弹出来的警告或者错误会比较少，方便我们快速改正。

  • 使用编译器指令#nullable enable和#nullable restore进行修改。在代码段的开头enable，结尾处restore。

对于中大型项目，直接使用第一种方式进行修改会导致大量的警告，很容易一团糟；可以通过编译器指令对单文件或者单类进行修改操作，一点一点地修改。

2. 修改代码

我的项目使用第一种方法的的情况下有24个警告（编译后有67个），也不知道算多还是算少。

实体类

[DataContract]
    [Table("recordinfo")]
    public class RecordInfo : InfoBase
    {
        /// <summary>
        /// 记录ID
        /// </summary>
        [DataMember]
        [Key]
        public string RecordNum { get; set; }
        /// <summary>
        /// 车辆RFID号码
        /// </summary>
        [DataMember]
        public string CarID { get; set; }

RecordNum为主键，通过EF进行映射，结果也不会为null，所以声明应该保持原样即可。CarID不是主键，有可能是null，因此应当显式声明为string?，表示可以为空，删除警告。

编译器检查，RecordNum没有被初始化，我们的设计意图告诉编译器了，但是代码还没有保证这个不能为空，因此需要修改代码保证RecordNum不为空。

这里使用null包容运算符（！）来进行操作，提示编译器这个位置实际上不会为null。

//string的default为null，通过增加！告诉编译器，这块初始化的时候实际上是不为空的。
public string RecordNum { get; set; } = default!;

null包容运算符并不能确保不是null，如果可以使用代码确保不为null，那么使用代码会是更优选择。考虑如下代码：

//我经常使用String.IsNullOrWhiteSpace来进行检查，空文本对我的业务没有意义，因此适用。
public string RecordNum { get; set; } = "";

特别提示：
可为空引用类型检查是编译器的行为，它可以提供编译时检查，但是不提供运行时检查，如果使用外部代码调用，那么是否为空都可以进行赋值。

很明显，上面代码运行时也很难保证不是null，我们可以再改进一下。

public string RecordNum
{
    get => recordNum;
    set => recordNum = value ?? "";
}
private string recordNum = "";

官方推荐对POCO类使用构造函数保证不为空。
指定了default!的情况，ASP.NET CORE WEBAPI会内部自动标注[Required]，远程调用如果缺失参数，会提示bad request。

DataContext类

DataContext也是类似的，主要是DbSet对象的引用问题。

来自.NET Class Library

//BaseDirectory的返回是string?类型的
var baseDirectory = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;
//Path.Combine()不接受string?，提示错误。
var xmlPath = Path.Combine(baseDirectory, System.AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName + ".xml");

这是一个潜在的bug点，对于以上代码，很显然BaseDirectory的返回为null不符合我们的设计，我们可以进行如下改造。

var baseDirectory = System.AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory;
if (baseDirectory == null) throw new ArgumentNullException("baseDirectory");
var xmlPath = Path.Combine(baseDirectory, System.AppDomain.CurrentDomain.FriendlyName + ".xml");

泛型类

public class ReturnData<T>
{
    //整个类型会提示Data未能初始化，ErrorMsg未能初始化。
    public ReturnData(){ }
    public ReturnData(T data) => Data = data;
    public ReturnData(string error) => ErrorMsg = error;
    /// <summary>
    /// 页面数据
    /// </summary>
    public T Data { get; set; }
    public string ErrorMsg { get; set; }
}

设计意图：Data与ErrorMsg不同时为空，也不同时有值。

基于设计，可以做如下修改。注意添加了class约束。

public class ReturnData<T>
    where T: class
{
    public ReturnData(){ }
    public ReturnData(T data) => Data = data;
    public ReturnData(string error) => ErrorMsg = error;
    /// <summary>
    /// 页面数据
    /// </summary>
    public T? Data { get; set; }
    public string? ErrorMsg { get; set; }
}

其他例子

using ManageDataContext context = new ManageDataContext();
var props = contextType.GetProperty($"{namestring}s");
//props提示有可能为null
var dbset = (props.GetValue(context) as DbSet<T>);
//提示dbset可能为null
var res = await dbset.FindAsync(value);

可以调整为下面的形式：

using ManageDataContext context = new ManageDataContext();
var props = contextType.GetProperty($"{namestring}s");
//判断props可以解决问题。
if (props == null) throw new ArgumentNullException("Props");
var dbset = (props.GetValue(context) as DbSet<T>);
//判断dbset可以解决问题。
if (dbset == null) throw new ArgumentNullException("dbset");
var res = await dbset.FindAsync(value);

注意，将as替换为强制转换，并不能消除警告。

总结

最后消除了所有的警告，改造结束。

这个新的语言特性可以帮助我们发现一些潜在的bug点，帮助我们养成良好的编程习惯，也便于我们告诉其他人我们的设计意图。

编译器能帮我们做的工作，就没必要自己再费劲做了，懒的不行，我得歇会儿。

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