Nullable-арифметика

Блог переехал. Актуальная версия поста находится по адресу: http://aakinshin.net/ru/blog/dotnet/cheatsheet-nullable/.

---

Что будет, если null поделить на ноль? А сколько будет null | true? А null & true? А ((string)null + null)?

Практика подсказывает, что C#-разработчики зачастую не особо задумываются о том, как будут оцениваться выражения, если один из операндов равен null. Поэтому я решил составить небольшую шпаргалку на эту тему.

Числа

Обычные арифметические операции с числами, в которых один из операндов равен null, всегда будут возвращать null. Т.е. если у нас имеется некоторый X типа sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, ulong, char, float, double или decimal, то для любых значений X работает нижеприведённая табличка. Даже если X==0, то выражения null / X и null % X всё равно вернут null.

+------------+-------+
| Expression | Value |
+------------+-------+
| X + null   | null  |
| X - null   | null  |
| X * null   | null  |
| X / null   | null  |
| X % null   | null  |
| null + X   | null  |
| null - X   | null  |
| null * X   | null  |
| null / X   | null  |
| null % X   | null  |
+------------+-------+

Сравнения

Операции <, <=, >, >= всегда возвращают false, если один из операндов равен null. Операции == и != работают так, как подсказывает логика.

+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
|   X   |   Y   |  X<Y  | X<=Y  |  X>Y  | X>=Y  | X==Y  | X!=Y  |
+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+
| 0     | 0     | false | true  | false | true  | true  | false |
| 0     | null  | false | false | false | false | false | true  |
| null  | 0     | false | false | false | false | false | true  |
| null  | null  | false | false | false | false | true  | false |
+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+-------+

Логические операции

Логические операции |, &, ^ вызывают большее количество непонимания у людей. Проиллюстрируем булеву арифметику ещё одной табличной:

+-------+-------+-------+-------+-------+
|   X   |   Y   | X | Y | X & Y | X ^ Y |
+-------+-------+-------+-------+-------+
| false | false | false | false | false |
| false | true  | true  | false | true  |
| false | null  | null  | false | null  |
| true  | false | true  | false | true  |
| true  | true  | true  | true  | false |
| true  | null  | true  | null  | null  |
| null  | false | null  | false | null  |
| null  | true  | true  | null  | null  |
| null  | null  | null  | null  | null  |
+-------+-------+-------+-------+-------+

Строки

В операциях конкатенации строк null всегда заменяется на пустую строчку. Таким образом,

"foo" + null == "foo"
(string)null + null + null == ""

Ссылки по теме

• C# Language Specification
  • 4.1.10 Nullable types
  • 6.1.4 Implicit nullable conversions
  • 6.2.3 Explicit nullable conversions
  • 7.3.7 Lifted operators
  • 7.8.4 Addition operator
  • 7.10.9 Equality operators and null
  • 7.11.4 Nullable boolean logical operators
• MSDN: Using Nullable Types (C# Programming Guide)