为什么 TimeSpan 和 Guid Structs 可以与 null 进行比较？

Question

我注意到一些 .NET 结构可以与 null 进行比较。 例如：

  TimeSpan y = new TimeSpan();
        if (y == null)
            return;

会编译得很好（与 Guid 结构相同）。
现在我知道结构是值类型并且上面的代码不应该编译，除非有一个重载的 operator == 需要一个对象。但是，据我所知没有。
我已经使用 Reflector 查看了该课程，还查看了 MSDN 上的文档。
他们两个确实实现了以下接口：

IComparable, IComparable<T>, IEquatable<T>

但是，尝试实现相同的接口似乎没有帮助：

struct XX : IComparable, IComparable<XX>, IEquatable<XX> {
    public int CompareTo(Object obj) {
        return 0;
    }
    public int CompareTo (XX other){
        return 0;
    }
    public bool Equals (XX other){
        return false;
    }
    public override bool Equals(object value){
        return false;
    }
    public static int Compare(XX t1, XX t2){
        return 0;
    }
}

我正在使用：.NET 2.0 Visual Studio 2005。

有人知道这是什么原因吗？ 我只是想更好地理解。这不是问题，因为我知道我不应该将结构与 null 进行比较。

Answer 1

这是== 运算符。

TimeSpan 类具有等式运算符的重载：

public static bool operator ==(DateTime d1, DateTime d2)
{
     return (t1._ticks == t2._ticks);
}

这本身并不能与null进行比较，但是...

随着可空类型的到来，每个结构都可以隐式转换为其可空类型，所以当你看到类似的东西时

TimeSpan y = new TimeSpan();
if (y == null)
    return;

你没有看到这正在发生：

TimeSpan y = new TimeSpan();
if ((Nullable<TimeSpan>)y == (Nullable<TimeSpan>)null)
    return;

Null 获取隐式转换（隐式赋值？），但并非所有System.Object 对象都这样做：

TimeSpan y = new TimeSpan();
object o = null;
if (y == o) //compiler error
    return;

好的，但是相等运算符不接受可为空的参数，是吗？

好吧，msdn 在这里有帮助，说明：

预定义的一元和二元 运算符和任何用户定义的 存在于值类型的运算符 也可以由可为空的类型使用。 这些运算符产生一个空值 如果 [任何] 操作数为空；除此以外， 运算符使用包含的值 计算结果。

因此，您可以有效地获得每个运算符的可空实现免费，并具有固定定义的行为。上面提到的“包含值”是不可为空的运算符返回的实际值。

Answer 2

当包含可空类型时，有效地引入了这个问题。有一个从TimeSpan 到TimeSpan? 的隐式转换，还有TimeSpan? 和该类型的空值之间的比较。

编译器会针对某些类型发出警告，以便更清楚地了解它正在尝试做什么：

int x = 10;
if (x == null)
{
    Console.WriteLine();
}

给出这个警告：

Test.cs(9,13): warning CS0472: The result of the expression is always 'false'
       since a value of type 'int' is never equal to 'null' of type 'int?'

我相信 Marc Gravell 和我已经计算出发出警告一次的情况......很遗憾，它不一致。

Answer 3

C# 语言规范的第 7.9.6 节中涵盖了泛型的这种情况。

即使 T 可以表示值类型，也允许 x == null 构造，并且当 T 是值类型时，结果被简单地定义为 false。

我仔细研究了规范，找不到更通用的规则。 Jon 的answer 表明这是一个可以为空的促销问题。

此规则（或类似的变体）似乎确实适用于此。如果您仔细查看反射输出，您会发现比较不存在。 C# 编译器显然正在优化这种比较并将其替换为 false。

例如，如果您键入以下内容

var x = new TimeSpan();
var y = x == null;
Console.WriteLine(x);

然后反编译你会看到如下

var x = new TimeSpan();
var y = false;
Console.WriteLine(x);

Answer 4

另请参阅：C# 3 (.NET 3.5) version of csc fails to report CS0162 for unrechable code (struct/null)

从 C# 3 编译器开始，这意味着它有时甚至不会警告您；-p

因为Guid / TimeSpan 等提供==，所以他们掉进了这个不会警告你的陷阱。

Answer 5

我找到了 :)

以下给出警告：

int i = 0;
if (i == null)
// ^^ Warning: The result of the expression is always 'false' since a value of
//             type 'int' is never equal to 'null' of type 'int?'

编译器只是未能发出正确的警告，即您键入的 null 已转换为类型 TimeSpan? 以进行比较。

编辑：规范中的相关部分是 §13.7.1 说明 null 可以隐式转换为任何可为空的类型，并且（非常难以阅读）部分 §13.7.2 说明值类型 T可以隐式转换为T?。

我最初写的：

无论发生什么都在 C# 规范中，因为就像 JaredPar 所说，它编译为简单的 false。

请注意，这不会编译：

TimeSpan ts = new TimeSpan();
object o = null;
if (ts == o) // error, Operator '==' cannot be applied to operands of type 'System.TimeSpan' and 'object'
    ...