C# null 运算符

C# 提供了多个运算符，使 null 安全代码简洁。 这些运算符允许在单个表达式中表达 null 安全访问、回退值和 null 测试，而不是在整个代码中嵌套 if (x != null) 保护。

本文介绍?.和?[]用于 null 条件访问、 ?? null 合并、 ??= null 合并分配以及is null/is not nullnull 模式匹配。

Null 条件成员访问 ?.

仅当对象不为空时，?. 运算符才访问其成员。 当对象是null时，整个表达式的计算结果为null，而不是引发NullReferenceException。

string? name = null;

// Without ?., accessing a member on null throws NullReferenceException:
// int len = name.Length; // throws if name is null

// ?. returns null instead of throwing:
int? len = name?.Length;
Console.WriteLine(len.HasValue); // False

name = "C#";
Console.WriteLine(name?.Length); // 2

?. 运算符短路：当左侧是 null 时，右侧的所有内容都会被跳过。 不会运行任何方法调用，也不会产生副作用。

可以在单个表达式中链接多个 ?. 运算符。 链在遇到的第一个 null 处停止：

string? input = null;

// Chain ?. across multiple method calls — short-circuits at the first null:
string? upper = input?.Trim()?.ToUpperInvariant();
Console.WriteLine(upper ?? "(none)"); // (none)

input = "  hello  ";
Console.WriteLine(input?.Trim()?.ToUpperInvariant()); // HELLO

null 条件索引器访问 ?[]

运算符 ?[] 对索引器和数组访问应用相同的短路行为。 当集合本身可能为 null：

string[]? tags = null;

// ?[] accesses an element only when the collection is non-null
string? first = tags?[0];
Console.WriteLine(first ?? "(none)"); // (none)

tags = ["csharp", "dotnet", "nullable"];
Console.WriteLine(tags?[0]);          // csharp

链 null 条件运算符

链接多个 ?. 运算符以遍历可能为 null 引用的路径。 链在第一个null处短路：

var order = new Order("ORD-001", null);

// Each ?. short-circuits when null: Customer is null, so Address and City are never accessed
string? city = order.Customer?.Address?.City;
Console.WriteLine(city ?? "(no city)"); // (no city)

var fullOrder = new Order("ORD-002",
    new Customer("Alice", new Address("123 Main St", "Springfield", "IL")));

Console.WriteLine(fullOrder.Customer?.Address?.City); // Springfield

当Customer是null时，既不评估Address，也不评估City。 整个表达式返回 null。

线程安全的委托调用

?. 提供一种干净、线程安全的方法来调用委托或引发事件。 委托表达式只计算一次，因此在进行空值检查和调用之间，没有机会让其他线程取消订阅。

EventHandler? clicked = null;

// No subscribers — ?.Invoke does nothing instead of throwing NullReferenceException
clicked?.Invoke(null, EventArgs.Empty);

clicked += (_, _) => Console.WriteLine("Button clicked!");

// With a subscriber — ?.Invoke calls the handler
clicked?.Invoke(null, EventArgs.Empty);
// Output: Button clicked!

此模式取代了较旧的 if (clicked != null) clicked(...) 成语。

null 合并 ??

当 ?? 操作数为非 null 时，运算符返回其左侧操作数，当左侧操作数为 null 时返回其右侧操作数。 使用它提供默认值：

string? username = null;

// ?? returns the right-hand value when the left-hand is null
string display = username ?? "Guest";
Console.WriteLine(display); // Guest

username = "alice";
display  = username ?? "Guest";
Console.WriteLine(display); // alice

?? 是右关联，因此 a ?? b ?? c 计算结果为 a ?? (b ?? c). 第一个非 null 值获胜。 常见的模式是将?.与??进行链式调用：使用?.安全地遍历可能为null的链，然后如果链返回??，使用null替换默认值。 有关完整示例，请参阅 “合并 null 运算符”。

Null 合并赋值 ??=

仅当变量为??=变量时，运算符null才将右侧值赋给变量。 将其用于延迟初始化：

List<string>? cache = null;

// ??= assigns only when the variable is null
cache ??= LoadData();
Console.WriteLine(cache.Count); // 3

// cache is already non-null, so LoadData() isn't called again
cache ??= LoadData();
Console.WriteLine(cache.Count); // 3

static List<string> LoadData() => ["alpha", "beta", "gamma"];

仅当变量为 null 时，才计算右侧表达式。 当变量已有一个值时，右侧将不会被计算。

Null 条件赋值 (C# 14)

从 C# 14 开始，可以使用 ?. 和 ?[] 分配目标。 只有当左侧对象为非空时，赋值才会执行。

AppConfig? config = new AppConfig();

// Assigns only when config is non-null (C# 14)
config?.Theme = "dark";
Console.WriteLine(config?.Theme); // dark

AppConfig? missing = null;
missing?.Theme = "light";                         // no-op: missing is null
Console.WriteLine(missing?.Theme ?? "(no config)"); // (no config)

仅当已知左侧为非 Null 时，才会计算右侧。

Null 模式匹配： is null 和 is not null

和is nullis not null模式测试表达式是否为null：

string? input = null;

// is null is the preferred test — unaffected by operator overloading
if (input is null)
{
    Console.WriteLine("No input provided.");
}

// == null also works, but a custom == operator can change its behavior
if (input == null)
{
    Console.WriteLine("Still no input.");
}

首选使用 is null 而非 == null 来进行空值检查。 如果类型定义了自定义相等运算符，则==运算符可以重载，这意味着即使x == null不是true，x也可能返回null。 无论运算符重载如何，模式 is null 始终都会检测实际的 null 引用。

string? value = "hello";

if (value is not null)
{
    Console.WriteLine(value.ToUpper()); // HELLO
}

合并 空值运算符

实际上，通常会组合其中几个运算符。 一个表达式可以安全地遍历深度对象图、应用回退，然后保护结果：

Order? order = GetPendingOrder();

// Chain ?. for safe traversal, ?? for a fallback, is null for a clear guard
string city = order?.Customer?.Address?.City ?? "unknown";

if (order is null)
{
    Console.WriteLine("No pending order.");
}
else
{
    Console.WriteLine($"Shipping to: {city}");
}
// Output: No pending order.

null 包容运算符 !

! 后缀运算符禁止显示可为 null 的警告。 追加 ! 以告知编译器“此表达式绝对不为 null”。运算符在运行时不起作用。 它只影响编译器的 null 状态分析。

string? name = FindUser("alice");

// Use ! only when you have information the compiler doesn't.
// FindUser guarantees a non-null result for known usernames.
int length = name!.Length;
Console.WriteLine(length); // 5

请谨慎使用 ! ，并且仅当您拥有编译器所没有的信息时才使用。 示例包括有意传递 null 以验证参数检查逻辑的测试，或调用一个协定保证已知输入会返回非空值的方法。 过度使用 ! 会破坏可为 null 引用类型的用途。 有关完整说明，请参阅 可空引用类型。

另见

• Null 安全性概述
• 可以为 null 的值类型
• 可为空引用类型
• 成员访问运算符（语言参考）
• Null 合并运算符（语言参考）