C#编译器可空分析：为何null条件访问时判定myObj可能为null

编写如下代码时，编译器在ValidateMyObj(myObj)调用位置提示myObj可能为null。按照代码逻辑，只有当myObj不为null时，string.IsNullOrEmpty才会返回false并进入条件分支，但编译器仍判定它可能为null；同时同一条件分支内后续的myObj.Exists赋值位置，编译器又判定myObj不可能为null，行为存在矛盾。

var myObj = myObjCol.FirstOrDefault(x => x.Member);
if (!string.IsNullOrEmpty(myObj?.StrProp))
{
    ValidateMyObj(myObj);
    if (ViewBag.IsValid)
        myObj.Exists = true;
}

补充验证测试 #

显式null检查测试 #

即便手动添加显式null判断，编译器仍表现出相同的告警行为：

var myObj = myObjCol.FirstOrDefault(x => x.Member);
if (myObj != null && !string.IsNullOrEmpty(myObj?.StrProp))
{
    ValidateMyObj(myObj);
    if (ViewBag.IsValid)
        myObj.Exists = true;
}

通过关闭?运算符反编译功能的ILSpy查看，上述代码实际编译为如下逻辑：

MyObjType myObj = myObjCol.FirstOrDefault(x => x.Member);
if (myObj != null && !string.IsNullOrEmpty((myObj != null) ? myObj.StrProp : null))
{
    ValidateMyObj(myObj);
    if (ViewBag.IsValid)
        myObj.Exists = true;
}

移除null条件运算符测试 #

如果移除null条件运算符?.，编译器的空值告警波浪线就会消失：

var myObj = myObjCol.FirstOrDefault(x => x.Member);
if (myObj != null && !string.IsNullOrEmpty(myObj.StrProp))
{
    ValidateMyObj(myObj);
    if (ViewBag.IsValid)
        myObj.Exists = true;
}

同时移除显式null检查和null条件运算符测试 #

如果同时移除显式null检查和null条件运算符，告警也会消失，且传入IsNullOrEmpty的参数也不会触发空值告警：

var myObj = myObjCol.FirstOrDefault(x => x.Member);
if (!string.IsNullOrEmpty(myObj.StrProp))
{
    ValidateMyObj(myObj);
    if (ViewBag.IsValid)
        myObj.Exists = true;
}

这个现象是C#可空引用类型静态流分析的既定实现规则导致的：

• 编译器不会从myObj?.StrProp的非空结果，反向推导出myObj本身非空。null条件运算符?.的设计目的就是兼容接收者为null的场景，编译器在分析包含?.的表达式时，只会记录表达式本身的可空状态，不会把表达式执行过程中“接收者不为null”的临时判断结果，保留为表达式执行完成后对应变量的可空状态。哪怕你在条件中提前写了myObj != null的判断，只要后续同个条件里用?.访问了myObj，编译器就会保守地重置myObj的可空状态为“可能为null”，因此进入分支后第一行调用ValidateMyObj(myObj)时会触发告警。
• 当代码执行到myObj.Exists = true的位置时，编译器会识别到这里直接对myObj做了成员访问——这种写法本身就隐含了“myObj不可能为null”的前提（否则运行时会抛出空引用异常），因此流分析会在这个位置将myObj的状态更新为“非空”，不会再触发告警。
• 当你移除?.直接访问myObj.StrProp时，编译器会在条件判断访问StrProp的位置就识别到myObj非空，这个状态会被保留到整个条件分支内，因此全程不会出现空值告警。

注：这是编译器静态分析的保守实现策略，不代表代码实际运行时会出现空引用，只是编译器无法通过现有分析规则100%确认变量非空。如果要消除告警，可以在进入分支后先加一个Debug.Assert(myObj != null)的断言，或者直接把null判断和属性访问拆开写，避免在条件判断中对已经判空的变量使用?.运算符。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者bkqc