C# 空合并操作符（??）不可重载？其实有黑科技可以间接重载！

?? 操作符叫做 null-coalescing operator，即 null 合并运算符。如果此运算符的左操作数不为 null，则此运算符将返回左操作数；否则返回右操作数。

在微软的官方 C# 文档中，此操作符被定义为不可重载。不过我们有方法可以间接实现这样的重载。

运算符重载

你可以阅读 C# 中那些可以被重载的操作符，以及使用它们的那些丧心病狂的语法糖 了解 C# 中提供的所有可以重载的操作符。在此文中， ?? 被明确定义为不可重载。

你更可以在微软官方文档中找到这样的说法：

• Overloadable operators (C# Programming Guide)
• 可重载运算符（C# 编程指南）

=, ., ?:, ??, ->, =>, f(x), as, checked, unchecked, default, delegate, is, new, sizeof, typeof

These operators cannot be overloaded.

这些运算符无法进行重载。

编写 NullableString 的 ?? 重载

我们先写一个空壳子。连构造函数都是 private 的，这个类当然几乎不可用啦。

特别注意，我们的 Walterlv.NullableString 用的是 struct 类型，这样能与 Nullable<T> 的用法上接近。也就是说，我们可以确保其值实际上永不为 null。

namespace Walterlv
{
    public struct NullableString
    {
        private readonly string _value;

        private NullableString(string value)
        {
            _value = value;
        }
    }
}

现在我们挑战一下官方说好了不能重载的 ?? 重载（作死）：

▲ 试着重载 ??

很明显，既不是可重载的一员运算符也不是可重载的二元运算符。

现在我们试试隐式转换：

public static implicit operator NullableString(string value)
{
    return new NullableString(value);
}

public static implicit operator string(NullableString nullableString)
{
    return nullableString._value;
}

然而这样的写法实际上并无实际用途。

但是，我们可以在 NullableString 后面加上 ? ：

public static implicit operator NullableString?(string value)
{
    return string.IsNullOrEmpty(value) ? (NullableString?) null : new NullableString(value);
}

public static implicit operator string(NullableString? nullableString)
{
    return nullableString?.ToString() ?? string.Empty;
}

也就是说，C# 竟然允许隐式转换的时候，参数和返回值都不是此类型。当然，实际上这只对 Nullable<T> 生效，如果你试图写别的类型，是不可以的。

为了方便，我们重写一下 ToString() ，部分场景下可以代替隐式转换，少写一些代码。

public override string ToString()
{
    return string.IsNullOrEmpty(_value) ? string.Empty : _value;
}

于是，我们的 NullableString 类型的完整代码如下：

namespace Walterlv
{
    public readonly struct NullableString
    {
        private readonly string _value;

        private NullableString(string value)
        {
            _value = value;
        }

        public static implicit operator NullableString?(string value)
        {
            return string.IsNullOrEmpty(value) ? (NullableString?) null : new NullableString(value);
        }

        public static implicit operator string(NullableString? nullableString)
        {
            return nullableString?.ToString() ?? string.Empty;
        }

        public override string ToString()
        {
            return string.IsNullOrEmpty(_value) ? string.Empty : _value;
        }
    }
}

注释就你自己添加吧。

一些注意事项

这里有一些好玩的事情需要分享。比如我们写出如下代码：

NullableString? value = "";
var value0 = value?.ToString();
var value1 = value.ToString();

你觉得 value0 和 value1 分别会得到什么呢？

呃……

value0 得到 null ，而 value1 得到 "" 。

另外，如果你将一开始的初始值设为 null ，那又可以得到什么结果呢？

NullableString? value = null;
var value0 = value?.ToString();
var value1 = value.ToString();

一样的， value0 得到 null ，而 value1 得到 "" 。

另外，你可以从 null 强转出你需要的类：

var value = (NullableString?) null;

本文会经常更新，请阅读原文： https://walterlv.com/post/overload-null-coalescing-operator-in-csharp.html ，以避免陈旧错误知识的误导，同时有更好的阅读体验。

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