用于空检查的“is”类型模式表达式答案

【问题标题】：The "is" type pattern expression for null check用于空检查的“is”类型模式表达式
【发布时间】：2019-04-11 13:03:57
【问题描述】：

我可以重构这段代码（流行的as/null check 模式）

var a = b as MyType;
if(a != null) { ... }

..变成一个不错的"is" type pattern expression：

if(b is MyType a) { ... }

..这很酷...我想...是吗？

但现在我也在考虑重构

var a = SomeMethod();
if(a != null) { ... }

..进入：

if(SomMethod() is MyType a) { ... }

注意：没有 as 并且 SomeMethod() 已经返回 MyType。它看起来像（伪代码）if(A is A)，很容易混淆，不是吗？

第一个重构是合法的，但是后一个呢？我不是检查自己的 IL 专家，C# 7.0 功能对我来说仍然是新的。或许还有一些我还没发现的问题？

【问题讨论】：

第二个是合法的，我看过别人推荐的，但我不确定我是它的忠实粉丝......
@JeroenMostert：我刚刚尝试了您的if (SomeMethod() is var o 变体，但是当返回值为null 时，它实际上返回true？你确定，它在语义上是一样的吗？这实际上使我想到了一个后续问题：为什么结果不同？ if (SomeMethod() is var o) 总是返回 true，而 if (SomeMethod() is object o) 在返回值为 null 时返回 false。
@ChristophHerold 这就是 SomeMethod() is var o 和 SomeMethod() is MyType a 之间的区别 -- var 匹配 null，但 MyType 不匹配。
@Christophe var 匹配从SomeMethod() 的返回值推断的类型。 docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/… 是我能找到的最好的文档，尽管那是关于 switch 语句的。
IMO 这个问题相当具体：“这合法吗，有什么问题吗？”。虽然 cmets 对这是否是一个好主意有一些意见，但这不是问题的意图。

标签： c# c#-7.0

【解决方案1】：

显然这 2 个实现非常相似，memory、allocations 和 cycles 的差异可以忽略不计。

编译器基本上按如下方式对待它们（对于引用类型）

第一

MyType myType = SomeMethod();
if (myType != null)
{
   Console.WriteLine(myType.ToString());
}

第二

MyType myType2;
if ((object)(myType2 = SomeMethod()) != null)
{
   Console.WriteLine(myType2.ToString());
}

使用 IL

可能会更好看

第一

IL_0000: ldarg.0
IL_0001: call instance class C/MyType C::SomeMethod()
IL_0006: stloc.0
IL_0007: ldloc.0
IL_0008: brfalse.s IL_0015

IL_000a: ldloc.0
IL_000b: callvirt instance string[mscorlib] System.Object::ToString()
IL_0010: call void[mscorlib] System.Console::WriteLine(string)

第二

IL_0015: ldarg.0
IL_0016: call instance class C/MyType C::SomeMethod()
IL_001b: dup
IL_001c: stloc.1
IL_001d: brfalse.s IL_002a

IL_001f: ldloc.1
IL_0020: callvirt instance string[mscorlib] System.Object::ToString()
IL_0025: call void[mscorlib] System.Console::WriteLine(string)

_{注意：可以查看反汇编、IL和jit-asm here}

IL的区别基本上是2个操作码：

dup ：复制评估堆栈上的当前最高值，然后将副本推送到评估堆栈。
Ldloc ：将特定索引处的局部变量加载到评估堆栈中。

当Jitted时，它很可能优化成相同的指令

总结

没有明显的技术差异。
是的，我猜is 版本更简洁一些。
可能是更多可打印字符，所以如果您有可打印字符 OCD 或遭受残酷的代码审查，这可能不是一件好事
如果你喜欢它并且你的团队也喜欢它，那就去吧。
这真的不是我的一杯茶

【讨论】：

我想知道 (1) 并感谢 (5)。如果有人早些时候在 codereview/interview 中向我展示这样的代码，我自己不会猜到答案。所以我可能也会坚持（5）。

【解决方案2】：

我发现编译器非常智能。 is 表达式有几种翻译变体：

if(SomeMethod() is MyType a) {...}

SomeMethod 返回MyType
- MyType 没有覆盖运算符 ==，并且变量 a 没有被使用
```
if (SomeMethod() != null) {...}
```
- MyType 具有覆盖运算符 ==，但未使用变量 a
```
if ((object)(SomeMethod()) != null) {...}
```
- MyType 没有覆盖运算符 ==，并且使用了变量 a
```
MyType a;
if ((a = SomeMethod()) != null) {...}
```
- MyType 具有覆盖运算符 ==，并使用变量 a
```
MyType a;
if ((object)(a = SomeMethod()) != null) {...}
```

SomeMethod 返回其他类型，例如 object

没有使用变量a
```
if (SomeMethod() is MyType) {...}
```

MyType 没有覆盖运算符 ==，使用了变量 a

MyType a;
if ((a = (SomeMethod() as MyType)) != null) {...}

MyType 具有覆盖运算符 ==，并使用变量 a

MyType a;
if ((object)(a = (SomeMethod() as MyType)) != null) {...}

顺便说一句，您可以通过 ILSpy 或类似的工具检查所有这些变体。

【讨论】：

我认为您可以放心地假定使用了a，因为语法SomeMethod() is MyType 是合法的并且会执行空检查——并且您在某些扩展中使用了它——所以声明和不使用变量只是多余的无意义的代码。
有时你可能会删除一些代码并留下警告（CS0168），所以这表明is type和is type a在不使用a时是相同的，并且没有警告，这种行为与未使用的局部变量。
非常有用。感谢您记录这一点！这在手动编写表达式树时尤其重要，我们无法访问is。

【解决方案3】：

我不会使用它对引用类型执行身份转换，因为 null 检查对于未来的读者来说更加直观。

对于可为空的类型，情况就完全不同了。给定struct S，那么

void foo(S? p)
{
    if (p is S s) {
        bar(s);
    }
}

等价于

void foo(S? p)
{
    if (p.HasValue) {
        bar(p.GetValueOrDefault());
    }
}

避免GetValueOrDefault() 调用（或更糟糕的是，读取执行另一个 null 检查的Value 属性）在IMO 非常有用，并且显着提高了可读性。

【讨论】：

感谢意见（不喜欢的人越多越好）。我没有考虑过值类型和可空值。但是GetValueOrDefault() 在第二个例子中有意义吗？是编译器生成的代码吗？在HasValue 检查之后，我会直接使用Value。还是因为线程安全？

【解决方案4】：

在 c# 8 中，使用模式匹配表达式测试 not null 的糖表达式：

if (name is {})  // name !=null
   Console.WriteLine("name is not null")

【讨论】：