如何告知Visual Studio成员变量不为null？

我定义了如下C#类：

class Operation
{
    private int? opA = null;
    private int? opB = null;
    private Func<int>? opFunc = null;

    public void SetOperandA(int value)
        => opA = value;
    public void SetOperandB(int value)
        => opB = value;

    public void SetAdd()
        => SetOperator(() => (int)opA + (int)opB);
    public void SetSubtract()
        => SetOperator(() => (int)opA - (int)opB);

    public void SetOperator(Func<int> op)
    {
        if (opA is null || opB is null)
            throw new Exception("Both operands must be set first!");
        opFunc = op;
    }

    public int Evaluate()
    {
        if (opFunc is null)
            throw new Exception("Operator must be set first!");
        return opFunc();
    }
}

问题在于，SetAdd()方法中，Visual Studio对SetOperator(() => (int)opA + (int)opB);一行发出警告，提示opA和opB可能为null，但实际上SetOperator()方法已经做了非空检查，不会出现这种情况。

而如下SetMultiply()方法的写法就不会触发警告，因为编译器能推断出检查后opA和opB不为null：

public void SetMultiply()
{
    if (opA is null || opB is null)
        throw new Exception("Both operands must be set first!");

    opFunc = () => (int)opA * (int)opB;
}

我尝试为SetOperator()方法添加[MemberNotNull(nameof(opA))]和[MemberNotNull(nameof(opB))]特性，但没有效果。

解决方案 #

问题的核心是编译器无法推断出：传递给SetOperator的lambda会在SetOperator内部的非空检查之后才执行（编译器只会检查lambda捕获变量时的空值状态，而非执行时的状态）。以下两种方案可以解决这个问题：

方案一：调整SetOperator签名，解耦运算逻辑与操作数捕获

修改SetOperator，让它接受一个接收两个int参数的委托，在SetOperator内部完成操作数的非空验证和转换，lambda只负责运算逻辑：

class Operation
{
    private int? opA = null;
    private int? opB = null;
    private Func<int>? opFunc = null;

    public void SetOperandA(int value)
        => opA = value;
    public void SetOperandB(int value)
        => opB = value;

    public void SetAdd()
        => SetOperator((a, b) => a + b);
    public void SetSubtract()
        => SetOperator((a, b) => a - b);
    public void SetMultiply()
        => SetOperator((a, b) => a * b);

    public void SetOperator(Func<int, int, int> op)
    {
        if (opA is null || opB is null)
            throw new Exception("Both operands must be set first!");
        opFunc = () => op((int)opA, (int)opB);
    }

    public int Evaluate()
    {
        if (opFunc is null)
            throw new Exception("Operator must be set first!");
        return opFunc();
    }
}

这种方式的优势：

• lambda不再捕获可能为空的opA/opB，而是接收非空的int参数，彻底消除空值警告
• 非空检查逻辑仅在SetOperator中维护，避免代码重复
• 运算逻辑与操作数验证逻辑解耦，代码结构更清晰

方案二：在运算方法内提前完成非空转换

如果不想修改SetOperator的原有签名，可以在SetAdd这类方法内部先将字段转换为非空变量，再传递lambda：

public void SetAdd()
{
    int a = opA ?? throw new Exception("Both operands must be set first!");
    int b = opB ?? throw new Exception("Both operands must be set first!");
    SetOperator(() => a + b);
}

这种方式无需改动核心方法，仅在调用层做处理，缺点是会重复非空检查代码。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user137794