可空引用类型和 ToString() 重载

Question

请注意，这个问题是关于最新的 C# 8 nullable-references，我已通过以下 <Nullable>enable</Nullable> 声明在 csproj 文件中启用它。

考虑下面的简单代码

class SortedList<T> where T : struct, IComparable, IComparable<T>, IConvertible, IEquatable<T>, IFormattable
{
    private Node? _node;
    private readonly IComparer<T> _comparer = Comparer<T>.Default;

    class Node
    {
        public Node(T value)
        {
            Value = value;
        }

        public T Value { get; }
        public Node? Next { get; set; }

        public override string ToString()
        {
            return Value.ToString();
        }
    }

    //rest of code, that isn't important
}

return Value.ToString(); 行给了我一个 CS8603 可能的空引用返回 警告，我的问题实际上为什么会在这里？

我使用where T : struct, IComparable, IComparable<T>, IConvertible, IEquatable<T>, IFormattable 泛型约束来匹配数字类型，Value 实际上是值类型，而不是引用类型。 ToString() 也不会重载到任何值类型，Int32 的默认 implementation（例如）返回不可为空的 string。 MSDN notes to inheritors 也是这么说的

您的ToString() 覆盖不应返回Empty 或null 字符串。

编译器是否抱怨某种类型，它可以满足泛型约束并从ToString() 返回null？

我可以通过使返回类型为空来避免警告

public override string? ToString()
{
    return Value.ToString();
}

或使用空合并运算符

public override string ToString()
{
    return Value.ToString() ?? "";
}

或通过 null-forgiving 运算符

public override string ToString()
{
    return Value.ToString()!;
}

但是这些选项大多看起来像一个技巧，我正在寻找这种行为的解释，为什么会出现，设计或任何其他原因发生？除了上面的那些，还有什么方法可以避免这个警告？

顺便说一句，这个选项不起作用，警告仍然存在

[return: MaybeNull]
public override string ToString()
{
    return Value.ToString();
}

我正在使用 .NET Core 3.1 和 VS 2019 16.4.2，但我认为这在这里并不重要。 提前感谢您的帮助！

Answer 1

object.ToString() 的签名是：

public virtual string? ToString()

即对象的ToString()方法被定义为返回一个可能为空的字符串。

Node.ToString() 的重载加强了这一要求，并承诺返回一个非空字符串。这可以。例如，Int32 会这样做（如您所述）。

然而，您的Node.ToString() 方法返回来自Value.ToString() 的值。我们刚刚看到这个ToString 方法（即object.ToString()）可能会返回null。因此编译器会警告您，如果Value.ToString() 返回null，您的Node.ToString() 方法可能会无意中返回null。

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这解释了为什么您发现将 Node.ToString() 声明为：

public override string? ToString()

抑制了警告：您现在声明您的 Node.ToString() 方法可能返回 null，因此如果 Value.ToString() 返回 null 然后您返回此值，这不是问题。

这也解释了为什么写return Value.ToString() ?? ""; 会抑制警告：如果Value.ToString() 返回null，该代码将确保Node.ToString() 不会返回null。

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如何最好地解决这个问题？由你决定。

你想要保证你的Node.ToString()方法永远不会返回null吗？如果是这样，您需要弄清楚如果Value.ToString() 返回null 该怎么办。

否则，最好遵循既定模式，并说您的Node.ToString() 方法可能会返回null。

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为什么object.ToString() 返回string?？请参阅this thread 以获得完整的讨论，但要点是有ToString 方法在野外确实返回null，因为有些人不遵循你不应该遵循的指导方针返回null 或空字符串。

1. 如果您引用的类型是在没有可空注释的情况下构建的，object.ToString() 返回string? 的事实意味着您将收到警告，除非您检查null。这可以保护您免受写得不好的 ToString 方法的影响。
2. 如果您引用的类型是 使用 可空注释构建的，那么：
   1. 作者遵循指南，并将他们的ToString 方法声明为返回string。在这种情况下，编译器假定您不会得到null。
   2. 作者明确没有遵循指南，并将他们的ToString 方法声明为返回string?。在这种情况下，您必须检查 null。

请注意，当您在 Visual Studio 中创建 ToString 的重载时，生成的方法会返回 string（即使被重载的方法返回 string?）。这会提示您遵循指南。

这里唯一的烦恼是当您处理泛型类型或已转换为object 的类型时。在这种情况下，编译器不知道对象的ToString 方法是否遵循准则。因为object.ToString 返回string?，所以编译器会假设最坏的情况。如果您愿意，可以使用容错运算符 ! 覆盖此假设。