为什么可空值的模式匹配会导致语法错误？答案

【问题标题】：Why does pattern matching on a nullable result in syntax errors?为什么可空值的模式匹配会导致语法错误？
【发布时间】：2018-01-19 14:09:46
【问题描述】：

我喜欢在nullable int 上使用pattern-matching，即int?：

int t  = 42;
object tobj = t;    
if (tobj is int? i)
{
    System.Console.WriteLine($"It is a nullable int of value {i}");
}

但是，这会导致以下语法错误：

'i)' 用红色波浪线标记。

表达式在使用旧运算符 is 时编译：

int t = 42;
object tobj = t;    
if (tobj is int?)
{
    System.Console.WriteLine($"It is a nullable int");
}


string t = "fourty two";
object tobj = t;
if (tobj is string s)
{
    System.Console.WriteLine($@"It is a string of value ""{s}"".");
}

也可以按预期工作。

（我正在使用c#-7.2 并使用.net-4.7.1 和.net-4.6.1 进行了测试）

我认为它与运算符优先级有关。因此，我尝试在几个地方使用括号，但这没有帮助。

为什么会出现这些语法错误，我该如何避免？

【问题讨论】：

您为什么要尝试使用可为空的类型？您是否尝试使用模式匹配创建可选值，例如 F# 的可区分联合？他们来了，只是不在 C# 8 时间范围内（我认为）。如果您使用公共接口为有效值和缺失值创建两种不同的类型，例如interface IOption<T>{}; class MyValidClass:IOption<T>{...} class MyEmptyType:IOption<T>{}，则可以模拟它们。接口和选项甚至不需要有任何方法
@PanagiotisKanavos 可空类型来自代码的不同部分，使用可空类型的选择与我在这里尝试的模式匹配无关。

标签： c#-7.2 .net-4.7.1 .net-4.6.1 c# pattern-matching nullable c#-7.0

【解决方案1】：

各种形式的类型模式：x is T y、case T y 等、always fails to match when x is null。这是因为null doesn't have a type，所以问“这是null这种类型吗？”是个毫无意义的问题。

因此t is int? i 或t is Nullable<int> i 作为模式没有意义：t 是int，在这种情况下t is int i 无论如何都会匹配，或者它是null，在这种情况下没有类型模式可以导致匹配。

这就是为什么t is int? i 或t is Nullable<int> i 不被编译器支持，而且可能永远不会被编译器支持的原因。

您在使用t is int? i 时从编译器中收到额外错误的原因是，例如t is int? "it's an int" : "no int here" 是有效的语法，因此编译器会因为您尝试在此上下文中将 ? 用于可空类型而感到困惑。

至于如何避免它们，显而易见（尽管可能不是很有帮助）的答案是：不要使用可空类型作为类型模式中的类型。更有用的答案需要您解释为什么您尝试这样做。

【讨论】：

【解决方案2】：

将您的代码更改为：

int t = 42;
object tobj = t;
if (tobj is Nullable<int> i)
{
    Console.WriteLine($"It is a nullable int of value {i}");
}

这会产生更多帮助：

CS8116：使用可为空的类型“int？”是不合法的在一个模式中；改用底层类型“int”^{（找不到有关 CS8116 的文档以供参考）}

其他人（用户@Blue0500 at github）将此行为标记为错误Roslyn issue #20156。对来自 Microsoft 的 Roslyn issue #20156、Julien Couvreur 的反应说他认为这是设计使然。
来自 Microsoft 的 Neal Gafter 在 Roslyn 上工作也说过 better diagnostics are wanted for use of nullable type is switch pattern。

因此，可以通过以下方式避免错误消息：

int t = 42;
object tobj = t;
if (tobj == null)
{
    Console.WriteLine($"It is null");
}
else if (tobj is int i)
{
    Console.WriteLine($"It is a int of value {i}");
}

除了issues when parsingtobj is int? i，这仍然留下了为什么tobj is int? i或tobj is Nullable<int> i不允许的问题。

【讨论】：

不适合用户想做什么来使用if(t.GetType() == typeof(int?))？
我猜在你问答的所有样本中，t is 应该是tobj is

【解决方案3】：

对于想知道如何实际使用可空值的模式匹配的任何人，您可以使用通用辅助函数来做到这一点，如下所示：

public static bool TryConvert<T>(object input, out T output)
{
    if (input is T result)
    {
        output = result;
        return true;
    }
    output = default(T);
    // Check if input is null and T is a nullable type.
    return input == null && System.Nullable.GetUnderlyingType(typeof(T)) != null;
}

如果T 是与input 包含的相同类型的可空或不可空，或者input 为空且T 可空，这将返回true。基本上和正常工作一样，但也处理空值。

旁注：有趣的是，从我的测试中，我发现System.Nullable.GetUnderlyingType(typeof(T)) 每次调用它时都会分配 40 字节的垃圾，如果 T 可以为空。不知道为什么，对我来说似乎是一个错误，但这可能是一个沉重的代价，而不是像往常一样进行空检查。

知道了，这里有一个更好的函数：

public static bool TryConvert<T>(object input, out T? output) where T : struct
{
    if (input is T result)
    {
        output = result;
        return true;
    }
    output = default(T?);
    return input == null;
}

【讨论】：