如何通过方法而非构造函数初始化非空属性并实现编译强制检查？

在我们的架构中，存在一个会在调用其他任何方法前被执行的方法，用于初始化对象构造时无法获取的引用。

以下是这类类的示例代码：

#nullable enable
public class MyClass
{
    private MyReference _reference; // 此处触发警告
    
    public MyClass() { } 

    public void Activate()
    {
        _reference = new MyReference();
    }
}

目前私有字段因未在构造函数中初始化触发了警告（合理）。已尝试两种方案，但都不尽如人意：

• 将字段设为可空，但每次访问该字段都必须进行空检查；
• 将所有在Activate中初始化的字段标记为= null!，虽消除了错误，但无法强制字段被实际初始化。

问题：是否存在某种属性或方法，能让上述示例正常工作，即当类的字段在构造函数外初始化时，仍能通过编译警告实现强制初始化？

1. 使用[MemberNotNull]属性（C# 8.0+） #

给Activate方法添加[MemberNotNull]属性，明确告知编译器：调用该方法后指定的字段将被初始化。搭配null!抑制初始的未初始化警告，同时编译器会检查字段访问是否在Activate调用之后，若提前访问则触发警告。

示例代码：

#nullable enable
using System.Diagnostics.CodeAnalysis;

public class MyClass
{
    private MyReference _reference = null!; // 抑制初始警告
    
    public MyClass() { } 

    [MemberNotNull(nameof(_reference))]
    public void Activate()
    {
        _reference = new MyReference();
    }

    public void DoSomething()
    {
        // 若未先调用Activate，此处访问_reference会触发CS8602（可能的空引用）警告
        _reference.DoWork();
    }
}

2. 工厂模式强制初始化 #

将构造函数设为私有，通过静态工厂方法创建实例并自动调用Activate，确保外部无法获取未完成初始化的对象，从根源避免未初始化的问题。

示例代码：

#nullable enable
public class MyClass
{
    private MyReference _reference;
    
    private MyClass() { } 

    private void Activate()
    {
        _reference = new MyReference();
    }

    public static MyClass Create()
    {
        var instance = new MyClass();
        instance.Activate();
        return instance;
    }

    public void DoSomething()
    {
        _reference.DoWork(); // 无警告，因为Create已确保初始化
    }
}

3. 延迟初始化（Lazy<T>） #

将字段声明为Lazy<MyReference>，在构造函数中初始化Lazy的逻辑，然后在Activate中主动触发初始化（调用Value属性）。这种方式既保证字段不会为空，又能控制初始化时机。

示例代码：

#nullable enable
public class MyClass
{
    private readonly Lazy<MyReference> _lazyReference;
    
    public MyClass() 
    {
        _lazyReference = new Lazy<MyReference>(() => new MyReference());
    } 

    public void Activate()
    {
        // 主动触发初始化，确保后续访问时已就绪
        _ = _lazyReference.Value;
    }

    public void DoSomething()
    {
        // 直接访问Value，无需空检查，Lazy确保已初始化
        _lazyReference.Value.DoWork();
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sander van 't Einde