Lesson 01: C# 8 —— 告别空引用异常的时代

从 .NET Framework 4.8 / C# 7.3 出发，进入现代 C# 的第一个大版本

int? score = null;                  // 语法糖，底层是 Nullable<int>
int result = score ?? -1;             // null-coalescing（C# 2）
int result2 = score.HasValue ? score.Value : -1;  // 等价

public string FullName => $"{FirstName} {LastName}";
public Person(string name) => _name = name;   // C# 7 新增

// C# 6：检查 + 转换两步
if (obj is string) { var s = (string)obj; ... }

// C# 7：一步到位
if (obj is string s && s.Length > 0) ...

一、先看全貌：Framework 4.8 之后发生了什么

关键转折：

• .NET Core 3.0 是 Framework 4.8 的"平行版本"——它是重写，不是升级。去掉了 Windows 依赖，支持 Linux/macOS。
• .NET 5 把 Core 和 Mono 统一为一个平台。没有 .NET Core 4.0（跳过 4 是为了避免和 Framework 4.x 混淆）。
• .NET 6 / 8 / 10 是 LTS 版本，偶数号 + 3 年支持。企业项目优先选 LTS。

二、引入 Nullable Reference Types

问题：你可能已经写过上万行 NullReferenceException

string name = GetName();
int length = name.Length; // 💥 如果 name 是 null
// 编译完全通过，运行时爆炸

string? nullableValue; // ← 只对 value type 有效
// int? = Nullable<int>
// string? 不存在！（C# 7.3）

string name = GetName();      // 非 null 的承诺
int length = name.Length;    // ✅ 编译器放心

string? maybeNull = GetName(); // 可以为 null
// int len = maybeNull.Length; // ⚠️ 编译器警告!
// int len = maybeNull!.Length // 我知道它不是 null（断言）

核心思想：引用类型Reference Types 的 null 不再是运行时Runtime问题，而变成编译时Compile-time问题。

用 TypeScript 类比：C# 8 的 NRT 就像 TypeScript 的 strictNullChecks——在编译期区分 string（非 null）和 string?（可能 null）。

开启方式

在你的 .csproj 或文件顶部控制：

// 方式 1：项目级别（.csproj）
<Nullable>enable</Nullable>

// 方式 2：文件级别（放在文件最顶部）
#nullable enable
#nullable disable    // 局部关闭
#nullable restore    // 恢复到项目设置

核心规则：四个操作符Operators，两个场景Scenarios

编译器如何追踪 null 状态 Null-state Analysis

编译器会做流分析Flow Analysis，追踪变量在每条路径上的 null 状态Null State：

string? name = GetMaybeNullName();

// ❌ 编译器警告：name 可能为 null
int a = name.Length;

// ✅ 编译器不警告：你在 if 里检查过
if (name != null)
{
    int b = name.Length;  // name 在此分支内被追踪为 "not null"
}

// ✅ 也可以用 throw 来帮助编译器推断
if (name == null) throw new ArgumentNullException(nameof(name));
int d = name.Length;  // 编译器知道这下面 name 一定不是 null

// ✅ null-coalescing 也会被追踪
int e = (name ?? "").Length;

最该记住的模式

public string Format(string input)
{
    if (input == null)
        throw new ArgumentNullException(
            nameof(input));

    return input.ToUpper();
    // 你只是"自觉"保证不返回 null
}

public string Format(string input)
{
    return input.ToUpper();
    // 1. 非 null 签名就是契约
    // 2. 调用方传 null 时编译器会警告
    // 3. 你不需要手动 throw
}

三、配套特性：??= 空合并赋值Null-coalescing Assignment

// C# 7.3: 检查 + 赋值 两步走
if (name == null)
    name = "default";

// C# 8: 一步
name ??= "default";

// 和 ?? 一样是短路求值——只有左边是 null 才执行右边
list ??= new List<string>();

四、实战场景与边界情况 Real-world Scenarios & Edge Cases

场景 1：编译器流分析Flow Analysis 对构造函数的宽松处理

开了 NRT 后，编译器会检查所有非 null 字段是否初始化。但它在构造函数上做特殊分析——只要字段在构造函数体中被赋了值（不管是 DI 传进来还是直接 new），它就不报警告。

public class UserService
{
    // 构造函数内一定被赋值 → 编译器追踪到了 → 不警告
    private ILogger _logger;
    private DbContext _db;

    public UserService(ILogger logger, DbContext db)
    {
        _logger = logger;
        _db = db;
    }
}

场景 2：EF Core 的导航属性Navigation Properties

public class Order
{
    public int Id { get; set; }

    // EF Core 通过反射填充，编译器认为它没有初始化
    // 用 = null! 告诉编译器"我知道它会被填充"
    public Customer Customer { get; set; } = null!;

    // 或标记为 required (C# 11)
    // public required Customer Customer { get; set; }
}

场景 3：TryGetValue 模式Try-Parse Pattern

// 传统 TryXxx 模式——out 参数在 NRT 下的签名
public bool TryGetUser(int id, [NotNullWhen(true)] out User? user)
{
    user = _users.FirstOrDefault(u => u.Id == id);
    return user != null;
}

// 调用侧——编译器理解 NotNullWhen
if (TryGetUser(42, out var user))
{
    string name = user.Name; // ✅ 编译器知道这里 user 不是 null
}

[NotNullWhen(true)] 是 C# 8 引入的 null-state 分析 attribute，让编译器理解"如果方法返回 true，out 参数就不是 null"。

五、迁移旧项目的策略 Migration Strategy

1. 先开 warnings，不开 enable：<Nullable>warnings</Nullable>——有提示但没编译错误
2. 逐文件迁移：在文件顶部加 #nullable enable，修完一个文件再下一个
3. 公共 API 优先：先修 library 项目的公开接口，再修 internal 代码
4. 善用 null!：对于 DI、EF Core 等"我知道它不是 null 但编译器不知道"的场景

六、NRT 现在用得怎么样了？Adoption Status

📝 小测验

#nullable enable

string? a = null;
string b = a;
string? c = "hello";
int len1 = c.Length;
int len2 = c!.Length;
string d = c!;

Lesson 01 · C# 8 Nullable Reference Types · 下一课预告：Switch Expressions、Using Declarations、Indices/Ranges