空文字的类型是什么？

Question

Dear all，我想知道C#中null字面量的类型是什么？

在 Java 中，null 文字 is of the special null type：

还有一个特殊的空类型，表达式null的类型，它没有名字。因为 null 类型没有名字，所以不可能声明一个 null 类型的变量或强制转换为 null 类型。空引用是空类型表达式的唯一可能值。空引用始终可以转换为任何引用类型。

在C++11中，有nullptr（老哥NULL的推荐版本），也就是is of type std::nullptr_t。

我在 MSDN 上搜索了有关 C# 的信息，但 specification 似乎对此没有任何说明。

Answer 1

根据ECMA C# language specification：

9.4.4.6 空字面量：

null-literal 的类型是 null 类型（第 11.2.7 节）。

11.2.7 null 类型：

空文字（第 9.4.4.6 节）计算为空值，使用 表示不指向任何对象或数组的引用，或者 没有值。 null 类型有一个值，即 空值。因此类型为空类型的表达式可以 仅计算为空值。没有办法明确写 null 类型，因此无法在声明的类型中使用它。 此外，null 类型永远不能是为类型推断的类型 参数（第 25.6.4 节）

所以回答你的问题，null 是它自己的类型 - null 类型。

虽然在C# 4.0 language specification 或C# 3.0 language specification 中没有提到它，但在overview of C# 3.0、ECMA C# language specification 和C# 2.0 language specification 中却提到了它，这很奇怪。

Answer 2

更新：This question was the subject of my blog in July 2013.感谢您提出的好问题！

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J.Kommer 的回答是正确的（并且对他们进行了明显的大量规范挖掘！）但我想我会添加一点历史观点。

当 Mads 和我整理 C# 3.0 规范各个部分的确切措辞时，我们意识到“空类型”很奇怪。它是一种只有一个值的“类型”。这是反射一无所知的“类型”。它是一种没有名称的“类型”，GetType 永远不会返回，您不能将其指定为局部变量或字段或任何东西的类型。简而言之，它确实是一种“类型”，它的存在只是为了使类型系统“完整”，因此每个编译时表达式都有一个类型。

除了 C# 已经有没有类型的表达式：C# 1.0 中的方法组、C# 2.0 中的匿名方法和 C# 3.0 中的 lambda 都没有类型。如果所有这些东西都可以没有类型，我们意识到“null”也不需要有类型。因此，我们在 C# 3.0 中删除了对无用“空类型”的引用。

作为实现细节，C# 1.0 到 5.0 的 Microsoft 实现都有一个内部对象来表示“空类型”。它们还有代表不存在类型的 lambda、匿名方法和方法组的对象。这种实施选择有许多优点和缺点。在专业方面，编译器可以询问任何表达式的类型并得到答案。另一方面，这意味着有时类型分析中的错误确实应该使编译器崩溃，而不是导致程序中的语义变化。我最喜欢的例子是在 C# 2.0 中可以使用非法表达式 "null ?? null";由于错误，编译器未能将其标记为 ?? 运算符的错误使用，并继续推断此表达式的类型是“空类型”，即使这不是空文字。当类型分析器试图理解类型时，这会导致许多其他下游错误。

在罗斯林，我们可能不会使用这种策略；相反，我们将简单地将某些表达式没有类型的编译器实现。

Answer 3

尽管没有运行时类型，null 可以在编译时强制转换为类型，如本例所示。

在运行时，您会发现变量stringAsObject 拥有一个string，不仅是一个object，而且您找不到变量nullString 和nullStringAsObject 的任何类型。

public enum Answer { Object, String, Int32, FileInfo };
private Answer GetAnswer(int i) { return Answer.Int32; }
private Answer GetAnswer(string s) { return Answer.String; }
private Answer GetAnswer(object o) { return Answer.Object; }

[TestMethod]
public void MusingAboutNullAtRuntimeVsCompileTime()
{
    string nullString = null;
    object nullStringAsObject = (string)null;
    object stringAsObject = "a string";

    // resolved at runtime
    Expect.Throws(typeof(ArgumentNullException), () => Type.GetTypeHandle(nullString));
    Expect.Throws(typeof(ArgumentNullException), () => Type.GetTypeHandle(nullStringAsObject));
    Assert.AreEqual(typeof(string), Type.GetTypeFromHandle(Type.GetTypeHandle(stringAsObject)));
    Assert.AreEqual(typeof(string), stringAsObject.GetType());

    // resolved at compile time
    Assert.AreEqual(Answer.String, this.GetAnswer(nullString));
    Assert.AreEqual(Answer.Object, this.GetAnswer(nullStringAsObject));
    Assert.AreEqual(Answer.Object, this.GetAnswer(stringAsObject));
    Assert.AreEqual(Answer.Object, this.GetAnswer((object)null));
    Assert.AreEqual(Answer.String, this.GetAnswer((string)null));
    Assert.AreEqual(Answer.String, this.GetAnswer(null));
}

// Uncommenting the following method overload
// makes the last statement in the test case ambiguous to the compiler
// private Answer GetAnswer(FileInfo f) { return Answer.FileInfo; }