foreach 中的空值合并运算符 IList、Array、Enumerable.Empty

Question

在this question 我发现了以下内容：

int[] array = null;

foreach (int i in array ?? Enumerable.Empty<int>())  
{  
    System.Console.WriteLine(string.Format("{0}", i));  
}  

和

int[] returnArray = Do.Something() ?? new int[] {};

和

... ?? new int[0]

在NotifyCollectionChangedEventHandler 中，我想像这样应用Enumerable.Empty：

foreach (DrawingPoint drawingPoint in e.OldItems ?? Enumerable.Empty<DrawingPoint>())
    this.RemovePointMarker(drawingPoint);

注意： OldItems 属于这种类型 IList

它给了我：

运算符'??'不能应用于“System.Collections.IList”类型的操作数和System.Collections.Generic.IEnumerable<DrawingPoint>

然而

foreach (DrawingPoint drawingPoint in e.OldItems ?? new int[0])

和

foreach (DrawingPoint drawingPoint in e.OldItems ?? new int[] {})

工作得很好。

为什么会这样？
为什么IList ?? T[] 有效而IList ?? IEnumerable<T> 无效？

Answer 1

我相信它决定了第一个成员的结果类型，在你的情况下是 IList。第一种情况有效，因为数组实现了IList。 IEnumerable 是不正确的。

这只是我的猜测，没有细节in the documentation for ?? operator online。

UPD。正如它在接受的问题中指出的那样，在 C# 规范（ECMA 或 on GitHub）中有更多关于该主题的详细信息

Answer 2

当使用这个表达式时：

a ?? b

那么b 要么必须与a 的类型相同，要么必须隐式转换为该类型，这与引用意味着它必须实现或继承自a 的任何类型。

这些工作：

SomethingThatIsIListOfT ?? new T[0]
SomethingThatIsIListOfT ?? new T[] { }

因为T[] 是一个IList<T>，数组类型实现了那个接口。

但是，这不起作用：

SomethingThatIsIListOfT ?? SomethingThatImplementsIEnumerableOfT

因为表达式的类型将是a类型，而编译器显然无法保证SomethingThatImplementsIEnumerableOfT也实现IList<T>。

您将不得不强制转换两侧之一，以便您拥有兼容的类型：

(IEnumerable<T>)SomethingThatIsIListOfT ?? SomethingThatImplementsIEnumerableOfT

现在表达式的类型是IEnumerable<T> 并且?? 运算符可以做它的事情。

---

“表达式的类型将是a的类型”有点简化，规范的全文如下：

---

表达式a ?? b 的类型取决于操作数上可用的隐式转换。按照优先顺序，a ?? b 的类型为A0、A 或B，其中A 是a 的类型（前提是a 有类型），B 是b 的类型（假设 b 具有类型），如果 A 是可空类型，A0 是 A 的基础类型，否则 A。具体a ?? b处理如下：

• 如果A 存在且不是可空类型或引用类型，则会发生编译时错误。
• 如果b 是动态表达式，则结果类型为动态。在运行时，首先评估 a。如果a 不是null，则a 被转换为动态类型，这就是结果。否则，将评估 b，并将结果变为结果。
• 否则，如果A 存在并且是可空类型并且存在从b 到A0 的隐式转换，则结果类型为A0。在运行时，首先评估 a。如果a 不是null，则a 被解包为A0，它就变成了结果。否则，b 被求值并转换为类型A0，并成为结果。
• 否则，如果存在A 并且存在从b 到A 的隐式转换，则结果类型为A。在运行时，首先评估 a。如果a 不为空，则a 成为结果。否则，b 被求值并转换为类型 A，并成为结果。
• 否则，如果b 的类型为B，并且存在从a 到B 的隐式转换，则结果类型为B。在运行时，首先评估 a。如果a 不是null，则a 被解包为A0 类型（如果A 存在并且可以为空）并转换为B 类型，它成为结果。否则，b 被评估并成为结果。
• 否则a和b不兼容，会出现编译时错误。

Answer 3

您将非泛型System.Collections.IList 与泛型System.Collections.Generic.IEnumerable<> 一起用作?? 运算符的操作数。由于两个接口都没有继承另一个接口，所以这不起作用。

我建议你这样做：

foreach (DrawingPoint drawingPoint in e.OldItems ?? Array.Empty<DrawingPoint>())
  ...

相反。这将起作用，因为任何Array 都是非通用IList。 （顺便说一下，一维零索引数组也是通用IList<>。）

在这种情况下，?? 选择的“通用”类型将是非泛型 IList。

Array.Empty<T>() 的优点是每次调用时都使用相同的类型参数T 重复使用相同的实例。

一般来说，我会避免使用非泛型IList。请注意，在您拥有的foreach 代码中存在从object 到DrawingPoint 的不可见显式转换（还有我上面的建议）。那是只会在运行时检查的东西。如果IList 包含除DrawingPoint 之外的其他对象，则它会因异常而崩溃。如果您可以使用更安全的IList<>，那么您可以在键入代码时检查类型。

---

我看到 ckuri 的评论（对线程中的另一个答案）已经建议 Array.Empty<>。由于您没有相关的 .NET 版本（根据那里的 cmets），也许您应该执行以下操作：

public static class EmptyArray<TElement>
{
  public static readonly TElement[] Value = new TElement[] { };
}

或者只是：

public static class EmptyArray<TElement>
{
  public static readonly TElement[] Value = { };
}

然后：

foreach (DrawingPoint drawingPoint in e.OldItems ?? EmptyArray<DrawingPoint>.Value)
  ...

就像Array.Empty<>() 方法一样，这将确保我们每次都重用相同的空数组。

---

最后一个建议是通过Cast<>() 扩展方法强制IList 通用；那么你可以使用Enumerable.Empty<>():

foreach (var drawingPoint in
  e.OldItems?.Cast<DrawingPoint> ?? Enumerable.Empty<DrawingPoint>()
  )
  ...

注意?. 的使用以及我们现在可以使用var 的事实。