C# 7 编译器错误 - 模式匹配答案

【问题标题】：C# 7 Compiler Error - Pattern MatchingC# 7 编译器错误 - 模式匹配
【发布时间】：2017-11-11 19:59:12
【问题描述】：

出于某种原因，M1() 会导致编译器错误，而执行相同操作的M2() 不会导致错误。知道为什么吗？

使用false == 应该与使用非运算符! 相同。

使用未赋值的局部变量“i”

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        int x = 8;

        M1(x);
        M2(x);
    }  // Main()

    public static void M1(Object obj) {
        if (false == (obj is int i))  // Causes ERROR on WriteLine
            return;

        System.Console.WriteLine(i); // Use of unassigned local variable 'i'
    }

    public static void M2(Object obj) {
        if (!(obj is int i))  // OKAY
            return;

        System.Console.WriteLine(i);
    }
} // class Program

【问题讨论】：

似乎 i 超出了 M1 的范围 - 边缘情况查找？
@PatrickArtner 显然不是。如果i 超出范围，则错误不会显示“未分配的局部变量”。您只能为范围内的变量获取该错误。
@Aominè 我明白了。对骑士一无所知。我怀疑需要仔细阅读实际规范才能获得正确答案... Docs (docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/pattern-matching) 建议 if (a is Foo b) 检查“表达式肯定分配匹配变量” - 很有可能规范隐含地禁止所有其他比较真/假。
顺便说一句，是时候放弃那些声称== false 与! 相同的帖子了^_^
@M.kazemAkhgary，声称 == false 与 ! 在 C# 7 之前已经是错误的，因为可空布尔值的行为不同。对于bool? b = null;，if (b == false) 编译得很好，但if(!b) 抱怨无法从bool? 转换为bool。

标签： c# c#-7.0

【解决方案1】：

这里的问题在于编译器处理“当真时绝对赋值”的方式。 ! 将其反转； == false 没有。所以对于代码：

if (!(obj is int i))
        return;

System.Console.WriteLine(i);

编译器可以推断如果obj is int i 为假，则! 会反转，因此如果不是int，则会出现return。因此可以允许i 安全地“泄漏”到后续代码中。

但是，相同的规则不适用于== false。虽然在语义上与人类阅读代码相同，但编译器将 ! 和 == false 视为非常不同的事物。所以对于：

if (false == (obj is int i))

编译器犹豫并认为它无法知道i的赋值状态，因此出现错误。

有关此问题的讨论，请参阅Incorrect "Use of unassigned local variable" for (x is T y) == false。

故事的寓意：避免与false 比较，在使用C# 模式时使用!。

编辑

需要注意的是== false在这里并不是特例。对== 的任何使用都会消除编译器确定“当为真时确定分配”的能力。例如下面的代码编译：

object x = 1;
if (!(x is bool y))
    return 0;

var z = y;

但是添加一个== true 并且它不再这样做了：

object x = 1;
if (!(x is bool y == true))
    return 0;

var z = y; // error: use of an unassigned variable

EDIT2

顺便说一句，对于那些使用if (expression == false) 的人来说，因为他们发现if (!expression) 难以阅读，您可能有兴趣知道the syntax, if !(expression) is being considered for C# 8。

【讨论】：

! 仍然是一个运算符，它具有像 == 一样的实现。为什么编译器不能优化== false？请注意，== false 部分是不变的。它可以被优化，但不幸的是编译器在这样做之前会发出错误。
@M.kazemAkhgary，很可能它可以这样改进。如果您对此感到满意，请raise an issue on the C# language repo 提出要求。
@DavidArno 那里已经存在问题：github.com/dotnet/csharplang/issues/801
@Evk，嗯，我看到我对这个问题发表了评论！我完全忘记了它
鉴于问题不在模式匹配中，您可以提供不使用模式匹配但 C# 编译器返回相同错误的情况。例如：int x; bool t = true; if((t && int.TryParse("1", out x)) == true) { Console.WriteLine(x); }

【解决方案2】：

很好的发现，这就是我的想法。请注意，这绝对是可以解决的问题，但我正在努力寻找原因。请注意，这不是准确的答案。只是说！

不仅是false == 导致了这个问题，而且== true 导致i 在任何一个分支中都无法使用，所以我继续写了这个。

var x = obj is int i;
if(x) Console.WriteLine(i);

你得到同样的错误。如您所见，如果x 为真，那么i 应该被初始化，对吧？除非您开始使用 x 值！这里x 不是常量，因此我们不能保证x 在执行if 语句之前始终为真。

编译器如何在编译时计算常量值和表达式。我不确定这里发生了什么，但我认为是

if((obj is int i) == false)

这里== 运算符在模式匹配结果和评估 if 语句之间设置了一个间隙，因此出现了错误。我不知道为什么 ! 操作员工作正常，也许他们优化了那部分但忘记优化这个？ ;)

我认为这与编译器的语义分析阶段有关，它的工作是验证代码的含义并确定其执行方式，如果有问题，是否存在未定义行为的可能性或完全没有意义的事情，它失败，你得到编译时错误。阅读更多关于Phases of Compiler Design

【讨论】：