2.3 可空引用类型

可空引用类型让编译器帮助你区分“这个引用应该有值”和“这个引用允许为空”。它不能消灭所有空引用异常，但能把大量问题提前到编译阶段暴露出来。

学习目标

理解 string 与 string? 的语义差异。
能根据业务规则设计允许为空和不允许为空的属性。
能读懂并处理编译器的空值警告。
能在 DTO、实体和服务方法中使用明确的空值契约。

应用场景

API 请求中有可选字段，例如任务备注 Description。
数据库字段允许为空，例如用户头像地址 AvatarUrl。
查询结果可能不存在，例如按 ID 查找任务。
外部系统返回的数据质量不稳定，需要显式防御。

核心概念

写法	语义	示例
`string`	期望永远不为空	任务标题、用户邮箱
`string?`	允许为空，使用前要判断	备注、头像、可选手机号
`!`	告诉编译器“我确认不为空”	只在框架赋值或测试构造时谨慎使用

案例：任务创建请求

业务要求：创建任务时必须提供标题，备注可以不填。

public sealed record CreateTodoRequest(
    string Title,
    string? Description);

public sealed class TodoItem
{
    public int Id { get; init; }
    public required string Title { get; init; }
    public string? Description { get; init; }
    public bool IsCompleted { get; private set; }

    public void Complete()
    {
        IsCompleted = true;
    }
}

Title 不应该为空，所以使用 string 和 required。Description 是业务上的可选字段，所以使用 string?。

示例：查询结果为空

public interface TodoRepository
{
    Task<TodoItem?> FindByIdAsync(int id, CancellationToken cancellationToken);
}

app.MapGet("/todos/{id:int}", async (
    int id,
    TodoRepository repository,
    CancellationToken cancellationToken) =>
{
    var todo = await repository.FindByIdAsync(id, cancellationToken);

    return todo is null
        ? Results.NotFound(new {message = "任务不存在"})
        : Results.Ok(todo);
});

返回 TodoItem? 明确表达“可能查不到”。调用方必须处理 null 分支，否则编译器会提醒。

重点难点

string? 不是运行时新类型，它是编译期分析语义。
! 不是空值检查，只是压制警告；滥用会把风险藏回运行时。
数据库允许为空、DTO 允许为空、领域模型允许为空是三件事，需要分别判断。
外部输入即使类型标成非空，也仍然需要校验空字符串和空白字符串。

常见误区

误区	推荐做法
所有属性都写成 `string?` 以避免警告	根据业务规则区分必填和可选
用 `!` 快速消除所有警告	先补判断、默认值或构造函数约束
只判断 `null`，忽略空字符串	对用户输入使用 `string.IsNullOrWhiteSpace`

练习

给 TodoItem 增加可选截止日期 DueDate，并在返回 DTO 中展示。
修改创建接口：标题为空白时返回 400。
写一个方法 GetDisplayDescription，没有备注时返回“暂无备注”。

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应用场景​

核心概念​

案例：任务创建请求​

示例：查询结果为空​

重点难点​

常见误区​

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