首先論述另一個較簡單的泛型類型(nullable type)：可空類型，解決值類型的一個小問題。
在前面的章節中，介紹了值類型(大多數基本類型，例如int、double和所有的結構)區別於引用類型(string和所有的類)的一種方式：值類型必須包含一個值，它們可以在聲明之後、賦值之前，在未賦值的狀態下存在，但不能以任何方式使用。而引用類型可以是null。
有時讓值類型為空是很有用的，泛型使用System.Nullable<T>類型提供了使值類型為空的一種方式。例如：
System.Nullable<int> nullableInt;
這行代碼聲明了一個變量nullableInt，它可以擁有int變量能包含的任意值，還可以擁有值null。所以可以編寫下面的代碼：
nullableInt = null;
如果nullableInt是一個int類型的變量，上面的代碼是不能編譯的。
前面的賦值等價於：
nullableInt = new System.Nullable<int>();
與其他變量一樣，無論是初始化為null(使用上面的語法)，還是通過給它賦值來初始化，都不能在初始化之前使用它。
可以像測試引用類型一樣，測試可空類型，看看它們是否為null：
if (nullableInt == null)
{
...
}
另外，可以使用HasValue屬性：
if (nullableInt.HasValue)
{
...
}
這不適用於引用類型，即使引用類型有一個HasValue屬性，也不能使用這種方法，因為引用類型的變量值為null，就表示不存在對象，當然就不能通過對象來訪問這個屬性，此時會拋出一個異常。
使用Value屬性可以查看引用類型的值。如果HasValue是true，就說明Value屬性有一個非空值。但如果HasValue是false，就說明變量被賦予了null，訪問Value屬性會拋出System. InvalidOperationException類型的異常。
可空類型要注意的一點是，它們非常有用，以致於修改了C#語法。上面可空類型的變量不使用上述語法，而是使用下面的語法：
int? nullableInt;
int ?是System.Nullable<int>的縮寫，但可讀性更高。在後面的章節中就使用這個語法。
對於簡單類型如int，可以使用+、–等運算符來處理值。而對於可空類型，這是沒有區別的：包含在可空類型中的值會隱式轉換為需要的類型，使用適當的運算符。這也適用於結構和自己提供的運算符。例如：
int? op1 = 5;
int? result = op1 * 2;
注意其中result變量的類型也是int?。下面的代碼不會編譯：
int? op1 = 5;
int result = op1 * 2;
為了使上面的代碼正常工作，必須進行顯式轉換：
int? op1 = 5;
int result = (int)op1 * 2;
只要op1有一個值，上面的代碼就可以正常運行，如果op1是null，就會生成System.Invalid OperationException類型的異常。
這就引出了下一個問題：當運算等式中的一個或兩個值是null時，例如上面代碼中的op1，會發生什麼情況？答案是：對於除了bool?之外的所有簡單可空類型，該操作的結果是null，可以把它解釋為“不能計算”。對於結構，可以定義自己的運算符來處理這種情況(詳見本章後面的內容)。對於bool?，為&和 | 定義的運算符會得到非空返回值，如表12-1所示。
表 12-1
1pt solid" valign="top" width="139">
op1
op2
op1 & op2
op1 | op2
true
true
true
true
true
false
false
true
true
null
null
-RIGHT: 5.4pt; BORDER-TOP: medium none; PADDING-LEFT: 5.4pt; PADDING-BOTTOM: 0cm; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 101.75pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid" valign="top" width="136">
true
false
true
false
true
false
false
m; BORDER-LEFT: medium none; WIDTH: 109.7pt; PADDING-TOP: 0cm; BORDER-BOTTOM: windowtext 1pt solid" valign="top" width="146">
false
false
false
null
false
null
null
1pt solid" valign="top" width="146">
true
null
true
null
false
false
null
d" valign="top" width="139">
null
null
null
null
這些運算符的結果與我們想像的一樣，如果不需要知道其中一個操作數的值，就可以計算出結果，則該操作數是否為null就不重要。
為了進一步減少處理可空類型所需的代碼量，使可空變量的處理變得更簡單，可以使用??運算符。這個運算符允許提供可空類型是null和不是null時的默認值，其用法如下：
int? op1 = null;
int result = op1 * 2 ?? 5;
在這個示例中，op1是null，所以op1*2也是null。但是，??運算符檢測到這個情況，並把值5賦予result。這裡特別要注意，在結果中放入int類型的變量result不需要顯式轉換。??運算符會自動處理這個轉換。可以把??等式的結果放在int?中：
int? result = op1 * 2 ?? 5;
在處理可空變量時，??運算符有許多用途，它也是提供默認值的一種方便方式，不需要使用if結構中的代碼塊。
在下面的示例中，將介紹可空類型Vector。
試試看：可空類型
(1) 在目錄C:\BegVCSharp\Chapter12下創建一個新控制台應用程序項目Ch12Ex01。
(2) 使用VS快捷方式，在文件Vector.cs中添加一個新類Vector。
(3) 修改Vector.cs中的代碼，如下所示：
public class Vector
{
public double? R = null;
public double? Theta = null;
public double? ThetaRadians
{
get
{
// Convert degrees to radians.
return (Theta * Math.PI / 180.0);
}
}
public Vector(double? r, double? theta)
{
// Normalize.
if (r < 0)
{
r = -r;
theta += 180;
}
theta = theta % 360;
// Assign fIElds.
R = r;
Theta = theta;
}
public static Vector Operator +(Vector op1, Vector op2)
{
try
{
// Get (x, y) coordinates for new vector.
double newX = op1.R.Value * Math.Sin(op1.ThetaRadians.Value)
+ op2.R.Value * Math.Sin(op2.ThetaRadians.Value);
double newY = op1.R.Value * Math.Cos(op1.ThetaRadians.Value)
+ op2.R.Value * Math.Cos(op2.ThetaRadians.Value);
// Convert to (r, theta).
double newR = Math.Sqrt(newX * newX + newY * newY);
double newTheta = Math.Atan2(newX, newY) * 180.0 / Math.PI;
// Return result.
return new Vector(newR, newTheta);
}
catch
{
// Return "null" vector.
return new Vector(null, null);
}
}
public static Vector Operator -(Vector op1)
{
return new Vector(-op1.R, op1.Theta);
}
public static Vector Operator -(Vector op1, Vector op2)
{
return op1 + (-op2);
}
public override string ToString()
{
// Get string representation of coordinates.
string rString = R.HasValue ? R.ToString() : "null";
string thetaString = Theta.HasValue ? Theta.ToString() : "null";
// Return (r, theta) string.
return string.Format("({0}, {1})", rString, thetaString);
}
}
(4) 修改Program.cs中的代碼，如下所示：
class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
Vector v1 = GetVector("vector1");
Vector v2 = GetVector("vector1");
Console.WriteLine("{0} + {1} = {2}", v1, v2, v1 + v2);
Console.WriteLine("{0} - {1} = {2}", v1, v2, v1 - v2);
Console.ReadKey();
}
public static Vector GetVector(string name)
{
Console.WriteLine("Input {0} magnitude:", name);
double? r = GetNullableDouble();
Console.WriteLine("Input {0} angle (in degrees):", name);
double? theta = GetNullableDouble();
return new Vector(r, theta);
}
public static double? GetNullableDouble()
{
double? result;
string userInput = Console.ReadLine();
try
{
result = double.Parse(userInput);
}
catch
{
result = null;
}
return result;
}
}
(5) 執行應用程序，給兩個矢量(vector)輸入值，結果如圖12-1所示。
圖 12-1
(6) 再次執行應用程序，這次跳過四個值中的至少一個，結果如圖12-2所示。
圖 12-2
示例的說明
在這個示例中，創建了一個類Vector，它表示帶極坐標(有一個幅值和一個角度)的矢量，如圖12-3所示。
圖 12-3
坐標r和_在代碼中用公共字段R和Theta表示，其中Theta的單位是度(°)。ThetaRad用於獲取Theta的弧度值，這是必須的，因為Math類在其靜態方法中使用弧度。R和Theta的類型都是double?，所以它們可以為空。
public class Vector
{
public double? R = null;
public double? Theta = null;
public double? ThetaRadians
{
get
{
// Convert degrees to radians.
return (Theta * Math.PI / 180.0);
}
}
Vector的構造函數標准化R和Theta的初始值，然後賦予公共字段。
public Vector(double? r, double? theta)
{
// Normalize.
if (r < 0)
{
r = -r;
theta += 180;
}
theta = theta % 360;
// Assign fIElds.
R = r;
Theta = theta;
}
Vector類的主要功能是使用運算符重載對矢量進行相加和相減，這需要一些非常基本的三角函數知識，這裡不解釋它們。在代碼中，重要的是，如果在獲取R或ThetaRad的Value屬性時拋出了異常，即其中一個是null，就返回“空”矢量。
public static Vector Operator +(Vector op1, Vector op2)
{
try
{
// Get (x, y) coordinates for new vector.
...
}
catch
{
// Return "null" vector.
return new Vector(null, null);
}
}
如果組成矢量的坐標是null，該矢量就是無效的，這裡用R和Theta都可為null的Vector類來表示。
Vector類的其他代碼重寫了其他運算符，把相加的功能擴展到相減上，再重寫ToString()，獲取Vector對象的字符串表示。
Program.cs中的代碼測試Vector類，讓用戶初始化兩個矢量，再對它們進行相加和相減。如果用戶省略了一個值，該值就解釋為null，應用前面提及的規則。
