Question

我正在尝试新的Nullable Reference Types in C# 8.0，并且遇到了这个问题。有了这个结构

public readonly struct Either<TReturn, TError>
    where TReturn : struct
    where TError : struct
{
    public TError? Error { get; }
    public TReturn? Response { get; }

    public Either(TError? error, TReturn? response)
    {
        if (error == null && response == null)
        {
            throw new ArgumentException("One argument needs not to be null.");
        }
        if (error != null && response != null)
        {
            throw new ArgumentException("One argument must be null.");
        }
        Error = error;
        Response = response;
    }
}

我如何告诉编译器Error或Response都不为空，并且它们都不可以均为空？有没有办法用新属性来做这样的事情？

Answer 1

更新结构

当结果类型更改为结构时，代码不会更改。要使用结构类型参数，必须将以下约束添加到接口和类型中：

where TResult : struct
where TError  : struct

当我想到Either模式时，我会想到F＃，模式匹配和区别联合，而不是null。实际上，Either是避免空值的一种方法。实际上，问题的代码看起来像是尝试创建Result type的尝试，而不仅是Either。 Scott Wlaschin的Railway Oriented Programming展示了如何使用这种类型以功能语言实现错误处理。

在F＃中，Result类型定义为：

type Result<'T,'TError> = 
    | Ok of ResultValue:'T 
    | Error of ErrorValue:'TError

在C＃8中我们还不能做到这一点，因为没有歧视的联合。这些计划用于C＃9。

模式匹配

我们可以做的是使用模式匹配来获得相同的行为，例如：

interface IResult<TResult,TError>{} //No need for an actual implementation

public class Success<TResult,TError>:IResult<TResult,TError>

{
    public TResult Result {get;}

    public Success(TResult result) { Result=result;}
}

public class Error<TResult,TError>:IResult<TResult,TError>
{
    public TError ErrorValue {get;}

    public Error(TError error) { ErrorValue=error;}
}

这样就无法创建既成功又出错的IResult<>。可以与模式匹配一起使用，例如：

IResult<int,string> someResult=.....;

if(someResult is Success<int,string> s)
{
    //Use s.Result here
}

简化表达式

鉴于C＃8的property patterns，可以将其重写为：

if(someResult is Success<int,string> {Result: var result} )
{
    Console.WriteLine(result);
}

或使用开关表达式，进行典型的铁路式呼叫：

IResult<int,string> DoubleIt(IResult<int,string> data)
{
    return data switch {    Error<int,string> e=>e,
                            Success<int,string> {Result: var result}=>
                                       new Success<int,string>(result*2),
                            _ => throw new Exception("Unexpected type!")
                            };
}

F＃不需要throw，因为Result<'T,'TError>不可能是Ok或Error以外的东西。在C＃中，我们还没有功能。

switch表达式允许穷举匹配。我认为如果缺少默认子句，编译器也会生成警告。

具有解构函数

如果类型具有解构函数，则可以简化表达式，例如：

public class Success<TResult,TError>:IResult<TResult,TError>
{
    public TResult Result {get;}

    public Success(TResult result) { Result=result;}

    public void Deconstruct(out TResult result) { result=Result;}
}

public class Error<TResult,TError>:IResult<TResult,TError>
{
    public TError ErrorValue {get;}

    public Error(TError error) { ErrorValue=error;}

    public void Deconstruct(out TError error) { error=ErrorValue;}
}

在这种情况下，表达式可以写成：

return data switch {    
                Error<int,string> e => e,
                Success<int,string> (var result) => new Success<int,string>(result*3),
                _ => throw new Exception("Unexpected type!")
};

可空性

问题始于可为空的引用类型，那么可为性如何呢？如果我们尝试传递nulll，是否会在C＃8中收到警告？

是的，只要启用了NRT。这段代码：

#nullable enable

void Main()
{
     IResult<string,string> data=new Success<string,string>(null);
     var it=Append1(data);
     Console.WriteLine(it);
}

IResult<string,string> Append1(IResult<string,string> data)
{
    return data switch {    Error<string,string> e=>e,
                            Success<string,string> (var result)=>
                                new Success<string,string>(result+"1"),
                            _ => throw new Exception("Unexpected type!")
                            };
}

生成CS8625: Cannot convert null literal to non-nullable reference type

尝试

string? s=null;
IResult<string,string> data=new Success<string,string>(s);

生成CS8604: Possible null reference argument ....

Answer 2

在实现Either monad时，应使用两个不同的构造函数。这样，您就可以轻松摆脱这些检查，因为您的实现将确保没有办法同时分配两个属性。

public readonly class Either<TReturn, TError>
{
    bool _successful;
    private TError _error { get; }
    private TReturn _response { get; }

    public Either(TError error)
    {
        _error = error;
    }

    public Either(TReturn response)
    {
       _successful = true;
       _response = response;
    }
}

除此之外，您需要向该结构添加一个方法，该方法将用于从该结构中提取值，并将其转换为常见的返回类型：

public Match<T>(Func<TError, T> errorFunc, Func<TResponse, T> successFunc)
    => _successful ? successFunc(_response) : errorFunc(_error);

这样，您将强制用户处理两种情况（成功，错误）并提供将转换为常见类型的功能：

var errorEither = new Either<string, int>(10); // example of error code
var successEither = new Either<string, int>("success"); // example of success

var commonValueError = errorEither.Match<bool>(err => false, succ => true);
var commonValueSuccess = successEither.Match<bool>(err => false, succ => true);

Answer 3

您可以使用Resharper ContractAnnotation执行类似的操作。它不是特定于C＃8的（但是...我认为您的示例无论如何都没有真正使用可空引用类型，是吗？您正在使用可空结构。）

[ContractAnnotation(
   "=> pError: null, pResponse: notnull; => pError: notnull, pResponse: null"
)]
public void Get(out TError? pError, out TReturn? pResponse) {
   pError = Error;
   pResponse = Response;
}

（字符串的含义是，=>的左边是输入条件，=>的右边是输出条件，;分隔不同的情况，并且未标注值因此，在这种情况下：无论输入如何，输出条件都是null / notnull或notnull / null的以太。）

然后使用C＃7功能out var：

GetAnEitherFromSomewhere()
.Get(out var error, out var response);
if (error != null) {
   // handle error
   return;
}

// response is now known to be not null, because we can only get here if error was null

老实说，我发现JetBrains的注释[NotNull]，[CanBeNull]和[ContractAnnotation]比可为空的引用类型更灵活（尽管更冗长）。基本上，它们允许中间情况，在这种情况下，值可以为null，但在某些情况下值不能为null，并且在运行时可以区分。对于可为空的引用类型，我无法指定介于两者之间的情况，我必须选择绝对可为空或绝对不可为空。

甚至像TryParse这样的常见事物：

// should the result be nullable with nullable reference types on?
// you have to either lie with ! or else use ? and assume it can always be null
public bool TryParse(string pString, out SomeClass pResult) {
   if (<cant parse>) {
      pResult = null;
      return false;
   }

   pResult = value;
   return true;
}

// works great with JetBrains annotations and nullable reference types off
// now you can know that the result is null or notnull
// based on testing the bool return value
[ContractAnnotation("=> true, pResult: notnull; => false, pResult: null")]
public bool TryParse(string pString, out SomeClass pResult) {
   ...
}

可为空的引用类型和任何模式

3 个答案: