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空值條件式指派

備註

本文是功能規格。 規格可作為功能的設計檔。 其中包含建議的規格變更,以及功能設計和開發期間所需的資訊。 這些文章會發佈,直到提議的規格變更完成並併併入目前的ECMA規格為止。

功能規格與已完成實作之間可能有一些差異。 這些差異已記錄在相關的 語言設計會議(LDM)備忘錄中。

您可以在 規範的文章中深入瞭解將功能規範納入 C# 語言標準的過程。

Champion 期數:https://github.com/dotnet/csharplang/issues/8677

總結

允許在 a?.ba?[b] 表達式中,有條件地進行指派。

using System;

class C
{
    public object obj;
}

void M(C? c)
{
    c?.obj = new object();
}
using System;

class C
{
    public event Action E;
}

void M(C? c)
{
    c?.E += () => { Console.WriteLine("handled event E"); };
}
void M(object[]? arr)
{
    arr?[42] = new object();
}

動機

在推崇的議題中可以找到各種激勵使用情境。 主要動機包括:

  1. 屬性和 Set() 方法之間的同位。
  2. 在 UI 程式代碼中附加事件處理程式。

詳細設計

  • 只有在條件存取的接受者為非 Null 時,才會評估指派的右側。
// M() is only executed if 'a' is non-null.
// note: the value of 'a.b' doesn't affect whether things are evaluated here.
a?.b = M();
  • 允許所有形式的複合指派。
a?.b -= M(); // ok
a?.b += M(); // ok
// etc.
  • 如果使用表達式的結果,表達式的類型必須已知為實值型別或參考型別。 這與條件式存取的現有行為一致。
class C<T>
{
    public T? field;
}

void M1<T>(C<T>? c, T t)
{
    (c?.field = t).ToString(); // error: 'T' cannot be made nullable.
    c?.field = t; // ok
}
  • 條件性存取運算式仍然不是左值,因此,仍然不允許對它們進行如ref之類的操作。
M(ref a?.b); // error
  • 不允許將 ref-assign 指派給條件式存取。 主要原因是您有條件地存取 ref 變數的唯一方法是 ref 欄位,而且禁止 ref 結構用於可為 Null 的實值型別。 如果未來出現條件式 ref 指派的有效案例,我們可以在那時新增支援。
ref struct RS
{
    public ref int b;
}

void M(RS a, ref int x)
{
  a?.b = ref x; // error: Operator '?' can't be applied to operand of type 'RS'.
}
  • 您無法透過例如解構賦值來指派條件式存取。 我們預期想這樣做的人會很少,而用多個分開的指派表達式來完成這項作業並不會是重大的缺點。
(a?.b, c?.d) = (x, y); // error
a?.b++; // error
--a?.b; // error
  • 當條件式存取的接收者是實值類型時,這項功能通常無法運作。 這是因為它會落入下列兩個案例之一:
void Case1(MyStruct a)
    => a?.b = c; // a?.b is not allowed when 'a' is of non-nullable value type

void Case2(MyStruct? a)
    => a?.b = c; // `a.Value` is not a variable, so there's no reasonable meaning to define for the assignment

readonly-setter-calls-on-non-variables.md 建議放寬這項限制,此情況下,我們可以為 a?.b = c 定義一種合理的行為,當 aSystem.Nullable<T>b 是具有唯讀setter的屬性時。

規格

Null 條件式指派文法的定義如下:

null_conditional_assignment
    : null_conditional_member_access assignment_operator expression
    : null_conditional_element_access assignment_operator expression

如需參考,請參閱 <11.7.7>11.7.11

當 null 條件式指派出現在 expression-statement 中時,其語意如下所示:

  • P?.A = B 等於 if (P is not null) P.A = B;,不同之處在於 P 只會評估一次。
  • P?[A] = B 等於 if (P is not null) P[A] = B,不同之處在於 P 只會評估一次。

否則,其語意如下:

  • P?.A = B 相當於 (P is null) ? (T?)null : (P.A = B),其中 T 是的結果類型 P.A = B,但 P 只評估一次。
  • P?[A] = B 相當於 (P is null) ? (T?)null : (P[A] = B),其中 T 是的結果類型 P[A] = B,但 P 只評估一次。

實施

目前標準中的語法並未緊密對應至實作中使用的語法設計。 我們預期在實作此功能之後仍會維持此情況。 實作中的語法設計不會實際變更,只會變更使用的方式。 例如:

graph TD;
subgraph ConditionalAccessExpression
  whole[a?.b = c]
end
subgraph  
  subgraph WhenNotNull
    whole-->whenNotNull[".b = c"];
    whenNotNull-->.b;
    whenNotNull-->eq[=];
    whenNotNull-->c;
  end
  subgraph OperatorToken
    whole-->?;
  end
  subgraph Expression
    whole-->a;
  end
end

複雜範例

class C
{
    ref int M() => /*...*/;
}

void M1(C? c)
{
    c?.M() = 42; // equivalent to:
    if (c is not null)
        c.M() = 42;
}

int? M2(C? c)
{
    return c?.M() = 42; // equivalent to:
    return c is null ? (int?)null : c.M() = 42;
}
M(a?.b?.c = d); // equivalent to:
M(a is null
    ? null
    : (a.b is null
        ? null
        : (a.b.c = d)));
return a?.b = c?.d = e?.f; // equivalent to:
return a?.b = (c?.d = e?.f); // equivalent to:
return a is null
    ? null
    : (a.b = c is null
        ? null
        : (c.d = e is null
            ? null
            : e.f));
}
a?.b ??= c; // equivalent to:
if (a is not null)
{
    if (a.b is null)
    {
        a.b = c;
    }
}

return a?.b ??= c; // equivalent to:
return a is null
    ? null
    : a.b is null
        ? a.b = c
        : a.b;

缺點

在條件式存取中保留指派的選擇會為IDE引進一些額外的工作,其中有許多程式碼路徑需要從指派向後工作,以識別所指派的專案。

替代選擇

我們可以讓?.在語法上成為=的一部分。 如此一來,任何對 = 表達式的處理,都必須在左側存在 ?. 時,考量右邊的條件性。 它也會導致語法結構不像語意那樣強烈地對應。

未解決的問題

設計會議