int? 竟然真的可以是 null！.NET/C# 确定可空值类型 Nullable 实例的真实类型

使用 Nullable<T> 我们可以为原本不可能为 null 的值类型像引用类型那样提供一个 null 值。不过注意：Nullable<T> 本身也是个 struct，是个值类型哦。这意味着你随时可以调用 .HasValue 这样的方法，而不用担心会出现 NullReferenceException。

等等！除了本文提到的一些情况。

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本文内容

• Nullable 中的 null
• Object.GetType() 和 is 对 Nullable 的作用
• 应该如何判断可空值类型的真实类型
• 参考资料

Nullable 中的 null

注意看以下的代码。我们创建了一个值为 null 的 int?，然后依次输出 value 的值、value.GetType()。

你觉得可以得到什么结果呢？

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        int? value = GetValue(null);

        Console.WriteLine($"value = {value}");
        Console.WriteLine($"type  = {value.GetType()}");
        Console.WriteLine($"TYPE  = {typeof(int?)}");

        Console.ReadLine();
    }

    private static int? GetValue(int? source) => source;
}

结果是……

果是……

是……

……

…

崩掉了……

那么我们在 value 后面加个空传递运算符：

--  Console.WriteLine($"type  = {value.GetType()}");
++  Console.WriteLine($"type  = {value?.GetType()}");

现在再次运行，我们确认了 value?.GetType() 的值为 null；而 typeof(int?) 的类型为 Nullable<Int32>。

然而，我们现在将 value 的值从 null 改为 1：

--  int? value = GetValue(null);
++  int? value = GetValue(1);

竟然 value.GetType() 得到的类型是 Int32。

于是我们可以得出结论：

1. 对于可空值类型，当为 null 时，GetType() 会出现空引用异常；
2. 对于可空值类型，当不为 null 时，GetType() 返回的是对应的基础类型，而不是可空值类型；
3. typeof(int?) 能够得到可空值类型。

Object.GetType() 和 is 对 Nullable 的作用

在 docs.microsoft.com 中，有一段对此的描述：

When you call the Object.GetType method on an instance of a nullable type, the instance is boxed to Object. As boxing of a non-null instance of a nullable type is equivalent to boxing of a value of the underlying type, GetType returns a Type object that represents the underlying type of a nullable type.

意思是说，当你对一个可空值类型 Nullable<T> 调用 Object.GetType() 方法的时候，这个实例会被装箱，会被隐式转换为一个 object 对象。然而对可空值类型的装箱与对值类型本身的装箱是同样的操作，所以调用 GetType() 的时候都是返回这个对象对应的实际基础类型。例如对一个 int? 进行装箱和对 int 装箱得到的 object 对象是一样的，于是 GetType() 实际上是不能区分这两种情况的。

那什么样的装箱会使得两个不同的类型被装箱为同一个了呢？

另一篇文档描述了 Nullable<T> 装箱的过程：

• If HasValue returns false, the null reference is produced.
• If HasValue returns true, a value of the underlying value type T is boxed, not the instance of Nullable.

• 如果 HasValue 返回 false，那么就装箱一个 null
• 如果 HasValue 返回 true，那么就将 Nullable<T> 中的 T 进行装箱，而不是 Nullable<T> 的实例。

这才是为什么 GetType() 会得到以上结果的原因。

同样的，也不能使用 is 运算符来确定这个类型到底是不是可空值类型：

Console.WriteLine($"value is int  = {value is int}");
Console.WriteLine($"value is int? = {value is int?}");

最终得到两者都是 True。

应该如何判断可空值类型的真实类型

使用 Nullable.GetUnderlyingType(type) 方法，能够得到一个可空值类型中的基础类型，也就是得到 Nullable<T> 中 T 的类型。如果得不到就返回 null。

所以使用以下方法可以判断 type 的真实类型。

bool IsNullable(Type type) => Nullable.GetUnderlyingType(type) != null;

然而，这个 type 的实例怎么来呢？根据前面的示例代码，我们又不能调用 GetType() 方法。

实际上，这个 type 的实例就是拿不到，在运行时是不能确定的。我们只能在编译时确定，就像下面这样：

bool IsOfNullableType<T>(T _) => Nullable.GetUnderlyingType(typeof(T)) != null;

如果你是运行时拿到的可空值类型的实例，那么实际上此方法也是无能为力的。

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        Console.Title = "walterlv's demo";

        int? value = GetValue(1);
        object o = value;
        Console.WriteLine($"value is nullable? {IsOfNullableType(value)}");
        Console.WriteLine($"o     is nullable? {IsOfNullableType(o)}");

        Console.ReadLine();
    }

    private static int? GetValue(int? source) => source;

    static bool IsOfNullableType<T>(T _) => Nullable.GetUnderlyingType(typeof(T)) != null;
}

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参考资料

• c# - Nullable type is not a nullable type? - Stack Overflow
• How to: Identify a nullable type - C# Programming Guide - Microsoft Docs
• Using nullable types - C# Programming Guide - Microsoft Docs

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