为什么 == 运算符适用于 Nullable什么时候 == 没有定义？

Question

我只是在看 这个答案，其中包含来自 . NET Reflector，我注意到两件事：

1. 从 Nullable 到 T 时需要显式转换。
2. == 运算符未定义。

考虑到这两个事实，令我惊讶的是它的编译结果：

int? value = 10;
Assert.IsTrue(value == 10);

使用代码 value == 10，value 被神奇地转换为 int （因此允许使用 int 的 == 运算符，或者为 Nullable神奇地定义 == 运算符;.（或者，我认为不太可能，Reflector 遗漏了一些代码。）

我希望必须执行以下操作之一：

Assert.IsTrue((value.Equals(10)); // works because Equals *is* defined
Assert.IsTrue(value.Value == 10); // works because == is defined for int
Assert.IsTrue((int?)value == 10); // works because of the explicit conversion

这些当然可以工作，但是 == 也可以工作，而这就是我不做的部分 我注意到

这一点并提出这个问题的原因是我正在尝试编写一个与 Nullable 类似的结构，我从上面链接的 Reflector 代码开始，并且不幸的是，我只是做了一些非常小的修改。 CustomNullable 的工作方式不同。我无法执行 Assert.IsTrue(value == 10)。 = 不能应用于 CustomNullable 和 int 类型的操作数”。

现在，无论修改多么微小，我都不希望能够做到......

CustomNullable<T> value = null;

因为我知道 Nullable 背后有一些编译器魔法，允许值是设置为 null 即使 Nullable 是一个结构，但我希望我应该能够模仿Nullable 如果我的代码编写（几乎）相同。

任何人都可以阐明 Nullable 的各种运算符在未定义时如何工作吗？

Answer 1

考虑到这两个事实，我对它的编译感到惊讶

仅考虑到这两个事实，这就令人惊讶了。

这是第三个事实：在 C# 中，大多数运算符都“提升为可空”。

通过“提升为可为空”，我的意思是，如果您说：

int? x = 1;
int? y = 2;
int? z = x + y;

那么您将得到“如果 x 或 y 为空，则 z 为空”的语义。如果两者都不为空，则添加它们的值，转换为可为空，并分配结果为 z。”

相等性也是如此，尽管相等性有点奇怪，因为在 C# 中，相等性仍然只是二值的。为了正确地提升，相等性应该是三值的：如果 x 或 y 为空，则 x == y 应该为 null；如果 x 和 y 都非空，则为 true 或 false。这就是它在 VB 中的工作原理，但在 C# 中却不然。

如果我的代码编写（几乎）相同，我希望我应该能够模仿 Nullable 的所有其他行为。

你将不得不学会忍受失望，因为你的期望与现实完全不符。 Nullable 是一种非常特殊的类型，其神奇的属性深深嵌入到 C# 语言和运行时中。例如：

• C# 自动将运算符提升为可为空。没有办法说“自动将操作员提升到 MyNullable”。不过，通过编写自己的用户定义运算符，您可以非常接近。

• C# 对 null 文字有特殊规则 - 您可以将它们分配给可为 null 的变量，并将它们与可为 null 的值进行比较，编译器会为它们生成特殊代码。

• 可空值的装箱语义非常奇怪，并且已融入到运行时中。无法模拟它们。

• is、as 和合并运算符的可为空语义已融入语言中。

• 可空值不满足struct 约束。无法模拟这一点。

• 等等。

Answer 2

好吧，如果您可以使用反射器，为什么不编译此代码：

int? value = 10;
Console.WriteLine(value == 10);

然后在反射器中打开它？您将看到这一点（确保选择“无”作为要反编译的 .net 版本）：

int? value;
int? CS$0$0000;
&value = new int?(10);
CS$0$0000 = value;
Console.WriteLine((&CS$0$0000.GetValueOrDefault() != 10) ? 0 : &CS$0$0000.HasValue);

所以基本上编译器会为您完成繁重的工作。它理解与可为空值一起使用时“==”操作的含义，并相应地编译必要的检查。

Answer 3

这是语言相关的。在处理可空值类型上的运算符时，C# 和 Visual Basic 会发出不同的代码。要理解它，您需要查看实际的 IL 代码。

Answer 4

Nullable 有此方法：

public static implicit operator T?(T value)
{
  return new T?(value);
}

看起来有一个从 10 到 Nullable; 的隐式转换。 10

让 == / != 为您服务。您可以添加

public static bool operator ==(MyNullable<T> left, MyNullable<T> right) {}
// together with:
public static implicit operator MyNullable<T>(T value) {}

应该支持 myNullable == 10 操作

Answer 5

因为编译器 将 Nullable 转换为 T 和 then 执行比较。