是否有像（值或错误）可区分联合的 .NET 类型？

Question

在 C# 中，我希望可以选择以更“实用”的方式处理错误，而不是始终使用默认的异常抛出模型。在某些情况下，抛出模型很棒，因为它允许您在发生意外情况时强制您的代码停止执行。但是，投掷模型有几个主要缺点：

1. 异常抛出基本上是一个颠覆主控流系统的应用控制流的整个次级系统。当一个方法被调用时，它的主体被执行，然后有效地控制权返回给调用者，不管它是由于 return 还是 throw 语句。如果控制从throw 语句返回给调用者，如果范围内没有合适的try/catch，控制将立即移至调用者；而如果控制从return 语句返回，控制将照常继续。我知道实现比这更复杂和微妙，但我认为这是一个适当的概念总结。这种双重系统通常会以不同的方式在设计时和运行时造成混淆。
2. 抛出系统在并行或异步场景中变得更加笨拙，正如System.Threading.Tasks.Task 的错误处理中所见。由Task 执行引发的任何异常都存储在AggregateException 中，并由调用代码通过Task.Exception 属性访问。因此，虽然Tasks 的执行可能会中止，但调用代码必须使用正常的 C# 控制流查找存储在对象属性中的错误。
3. 除了 XML cmets，没有关于方法是否可能抛出异常或它可能抛出的元数据。异常表现为方法输出的另一种形式，但在很大程度上被类型系统忽略。例如，int Divide(int x, int y) 方法可能会导致整数或DivideByZeroException，但此方法的签名不会提示任何有关错误的信息。相反，我经常听到关于 Java 的检查异常的抱怨，其中方法可以抛出的每个特定异常类型都必须添加到其签名中，这可能会变得非常冗长。对我来说，最简单的中间立场是像Nullable<T> 这样包含值或异常的泛型类型。像Divide 这样的方法将具有以下签名：Fallible<int> Divide(int x, int y)。然后，任何使用结果的操作都需要处理错误情况。方法还可以采用 Fallible 参数，以便更轻松地进行链接。

这是我草拟的Fallible 的实现：

public class Fallible<T> : IEquatable<Fallible<T>> {

    #region Constructors

    public Fallible() {
        //value defaults to default(T)
        //exception defaults to null
    }

    public Fallible(T value) : this() {
        this.value = value;
    }

    public Fallible(Exception error) : this() {
        if (error == null) throw new ArgumentNullException(nameof(error));
        Error = error;
    }

    public Fallible(Func<T> getValue) : this() {
        if (error == null) throw new ArgumentNullException(nameof(getValue));
        try {
            this.value = getValue();
        }
        catch(Exception x) {
            Error = x;
        }
    }

    #endregion


    #region Properties

    public T Value {
        get {
            if (!HasValue) throw new InvalidOperationException("Cannot get Value if HasValue is false.");
            return value;
        }
    }
    private T value;

    public Exception Error { get; }

    public bool HasValue => Error == null;

    #endregion


    #region Equality

    public bool Equals(Fallible<T> other) => (other != null)
        && Equals(Error, other.Error)
        && Equals(Value, other.Value);

    public override bool Equals(object obj) => Equals(obj as Fallible<T>);

    public static bool operator ==(Fallible<T> a, Fallible<T> b) {
        if (a == null) return b == null;
        return a.Equals(b);
    }

    public static bool operator !=(Fallible<T> a, Fallible<T> b) {
        if (a == null) return b != null;
        return !a.Equals(b);
    }

    public override int GetHashCode() =>
        HasValue 
            ? Value.GetHashCode() 
            : Error.GetHashCode();

    #endregion


    public override string ToString() =>
        HasValue
            ? $"Fallible{{{Value}}}"
            : $"Fallible{{{Error.GetType()}: {Error.Message}}}";
}

还有问题：

1. .NET 是否已经有类似Fallible<T> 的东西？也许是 Task Parallel Library、Reactive Extensions 或 F# 核心库中的一个类？
2. 上面的实现是否存在重大缺陷？
3. 是否存在我可能忽略的控制流概念问题？

Answer 1

https://github.com/mcintyre321/OneOf 项目是一个 C# 库，旨在以通用方式模仿 F# 可区分联合。您可以使用它来实现您自己的 Result 类型作为 OneOf<ResultData, ErrorData>（您已经定义了 ResultData 和 ErrorData 类与您的数据模型需要的任何特定内容）。

Answer 2

虽然 FSharp.Core 确实包含对选项的支持，但 BCL 中没有内置任何类似的东西，这些选项提供了另一种可以避免异常处理的机制。

Language Ext 项目确实包含 Try<T> 类型，这与您所描述的非常相似。此外，它还有一个 C# 友好的Option<T>，带有用于选项操作的伪模式匹配。