c# - 可空引用类型和 Either 模式

Question

我正在试用新的 Nullable Reference Types in C# 8.0 ，我面临以下问题。

给定这个结构:

public readonly struct Either<TReturn, TError>
    where TReturn : struct
    where TError : struct
{
    public TError? Error { get; }
    public TReturn? Response { get; }

    public Either(TError? error, TReturn? response)
    {
        if (error == null && response == null)
        {
           throw new ArgumentException("One argument needs not to be null.");
        }
        if (error != null && response != null)
        {
            throw new ArgumentException("One argument must be null.");
        }
        Error = error;
        Response = response;
    }
}

我如何告诉编译器要么 Error 或 Response 不为空，并且它们可以不是两者都为空吗？有没有办法用新属性做这样的事情？

Answer 1

结构更新

当结果类型更改为结构时，代码不会更改。要使用结构类型参数，必须将以下约束添加到接口(interface)和类型中:

where TResult : struct
where TError  : struct

---

当我想到 Either 模式时，我想到的是 F#、模式匹配和可区分联合，而不是空值。事实上，Either是一种避免空值的方法。事实上，问题的代码看起来像是试图创建一个 Result type。 ，不仅仅是一个 Either。 Scott Wlaschin 的 Railway Oriented Programming展示了如何使用这种类型在函数式语言中实现错误处理。

在 F# 中，Result类型定义为:

type Result<'T,'TError> = 
    | Ok of ResultValue:'T 
    | Error of ErrorValue:'TError

我们还不能在 C# 8 中这样做，因为没有可区分的联合。这些是为 C# 9 计划的。

模式匹配

我们可以做的是使用模式匹配来获得相同的行为，例如:

interface IResult<TResult,TError>{} //No need for an actual implementation

public class Success<TResult,TError>:IResult<TResult,TError>

{
    public TResult Result {get;}

    public Success(TResult result) { Result=result;}
}

public class Error<TResult,TError>:IResult<TResult,TError>
{
    public TError ErrorValue {get;}

    public Error(TError error) { ErrorValue=error;}
}

这样就无法创建 IResult<>这既是成功也是错误。这可以与模式匹配一​​起使用，例如:

IResult<int,string> someResult=.....;

if(someResult is Success<int,string> s)
{
    //Use s.Result here
}

简化表达式

给定 C# 8 的 property patterns ，这可以重写为:

if(someResult is Success<int,string> {Result: var result} )
{
    Console.WriteLine(result);
}

或者，使用 switch 表达式，典型的铁路式调用:

IResult<int,string> DoubleIt(IResult<int,string> data)
{
    return data switch {    Error<int,string> e=>e,
                            Success<int,string> {Result: var result}=>
                                       new Success<int,string>(result*2),
                            _ => throw new Exception("Unexpected type!")
                            };
}    

F# 不需要 throw因为不可能 Result<'T,'TError>会是 Ok 以外的东西或 Error .在 C# 中，我们还没有该功能。

switch 表达式允许穷举匹配。我认为如果 default 子句也缺失，编译器会生成警告。

带有解构器

如果类型有解构器，表达式可以更简化一点，例如:

public class Success<TResult,TError>:IResult<TResult,TError>
{
    public TResult Result {get;}

    public Success(TResult result) { Result=result;}

    public void Deconstruct(out TResult result) { result=Result;}
}

public class Error<TResult,TError>:IResult<TResult,TError>
{
    public TError ErrorValue {get;}

    public Error(TError error) { ErrorValue=error;}

    public void Deconstruct(out TError error) { error=ErrorValue;}
}

在那种情况下，表达式可以写成:

return data switch {    
                Error<int,string> e => e,
                Success<int,string> (var result) => new Success<int,string>(result*3),
                _ => throw new Exception("Unexpected type!")
};

为空性

问题从可空引用类型开始，那么可空性呢？如果我们尝试传递 null，我们会在 C# 8 中收到警告吗？

是的，只要启用了 NRT。这段代码:

#nullable enable

void Main()
{
     IResult<string,string> data=new Success<string,string>(null);
     var it=Append1(data);
     Console.WriteLine(it);
}

IResult<string,string> Append1(IResult<string,string> data)
{
    return data switch {    Error<string,string> e=>e,
                            Success<string,string> (var result)=>
                                new Success<string,string>(result+"1"),
                            _ => throw new Exception("Unexpected type!")
                            };
}

生成 CS8625: Cannot convert null literal to non-nullable reference type

尝试

string? s=null;
IResult<string,string> data=new Success<string,string>(s);

生成 CS8604: Possible null reference argument ....