小编典典

奇怪的空合并运算符自定义隐式转换行为

all

注意:这似乎已在 Roslyn中修复

这个问题是在写我对这个问题的回答时出现的,它谈到了null-
coalescing operator
的关联性。

提醒一下,null-coalescing 运算符的想法是形式的表达式

x ?? y

首先评估x,然后:

  • 如果 的值为x空,y则进行评估,这是表达式的最终结果
  • 如果 的值 x为空,y不计算,并且 的值是表达式的最终结果,则在必要时转换为编译时类型 __x``y

现在 通常 不需要转换,或者它只是从可空类型到不可空类型 - 通常类型是相同的,或者只是从(比如说)int?int. 但是,您 可以
创建自己的隐式转换运算符,并在必要时使用这些运算符。

对于 的简单情况x ?? y,我没有看到任何奇怪的行为。但是,(x ?? y) ?? z我看到一些令人困惑的行为。

这是一个简短但完整的测试程序 - 结果在评论中:

using System;

public struct A
{
    public static implicit operator B(A input)
    {
        Console.WriteLine("A to B");
        return new B();
    }

    public static implicit operator C(A input)
    {
        Console.WriteLine("A to C");
        return new C();
    }
}

public struct B
{
    public static implicit operator C(B input)
    {
        Console.WriteLine("B to C");
        return new C();
    }
}

public struct C {}

class Test
{
    static void Main()
    {
        A? x = new A();
        B? y = new B();
        C? z = new C();
        C zNotNull = new C();

        Console.WriteLine("First case");
        // This prints
        // A to B
        // A to B
        // B to C
        C? first = (x ?? y) ?? z;

        Console.WriteLine("Second case");
        // This prints
        // A to B
        // B to C
        var tmp = x ?? y;
        C? second = tmp ?? z;

        Console.WriteLine("Third case");
        // This prints
        // A to B
        // B to C
        C? third = (x ?? y) ?? zNotNull;
    }
}

所以我们有三种自定义值类型,ABC以及从 A 到 B、A 到 C 和 B 到 C 的转换。

我可以理解第二种情况和第三种情况......但是 为什么 在第一种情况下会有额外的 A 到 B 转换?特别是,我 真的
希望第一种情况和第二种情况是同一件事——毕竟它只是将一个表达式提取到一个局部变量中。

有没有人知道发生了什么?当谈到 C# 编译器时,我非常犹豫要喊“错误”,但我对发生的事情感到困惑......

编辑:好的,这是一个更糟糕的例子,这要归功于配置器的回答,这让我有进一步的理由认为这是一个错误。编辑:该示例现在甚至不需要两个空合并运算符…

using System;

public struct A
{
    public static implicit operator int(A input)
    {
        Console.WriteLine("A to int");
        return 10;
    }
}

class Test
{
    static A? Foo()
    {
        Console.WriteLine("Foo() called");
        return new A();
    }

    static void Main()
    {
        int? y = 10;

        int? result = Foo() ?? y;
    }
}

这个的输出是:

Foo() called
Foo() called
A to int

Foo()在这里被调用两次的事实让我非常惊讶——我看不出有任何理由让表达式被 计算 两次。


阅读 77

收藏
2022-03-08

共1个答案

小编典典

感谢所有为分析此问题做出贡献的人。这显然是一个编译器错误。它似乎只发生在合并运算符左侧涉及两个可空类型的提升转换时。

我还没有确定到底哪里出了问题,但是在编译的“可空降低”阶段的某个时刻——在初始分析之后但在代码生成之前——我们减少了表达式

result = Foo() ?? y;

从上面的例子到道德上的等价物:

A? temp = Foo();
result = temp.HasValue ? 
    new int?(A.op_implicit(Foo().Value)) : 
    y;

显然这是不正确的;正确的降低是

result = temp.HasValue ? 
    new int?(A.op_implicit(temp.Value)) : 
    y;

到目前为止,根据我的分析,我最好的猜测是可空优化器在这里偏离了轨道。我们有一个可以为空的优化器,它查找我们知道可以为空类型的特定表达式不可能为空的情况。考虑以下简单的分析:我们可以先说

result = Foo() ?? y;

是相同的

A? temp = Foo();
result = temp.HasValue ? 
    (int?) temp : 
    y;

然后我们可以说

conversionResult = (int?) temp

是相同的

A? temp2 = temp;
conversionResult = temp2.HasValue ? 
    new int?(op_Implicit(temp2.Value)) : 
    (int?) null

但是优化器可以介入并说“哇,等一下,我们已经检查了 temp 不为空;没有必要因为我们调用提升的转换运算符而第二次检查它是否为空”。我们让他们将其优化为

new int?(op_Implicit(temp2.Value))

我的猜测是,我们在某个地方缓存了优化形式(int?)Foo()new int?(op_implicit(Foo().Value))但实际上不是我们想要的优化形式的事实;我们想要 Foo()-replaced-with-
temporary-and-then-converted 的优化形式。

C# 编译器中的许多错误都是由于错误的缓存决策造成的。对智者的一句话: 每次你缓存一个事实供以后使用时,如果相关的东西发生变化,你可能会造成不一致
。在这种情况下,初始分析后改变的相关事情是对 Foo() 的调用应始终实现为临时获取。

我们在 C# 3.0 中对可为空的重写过程进行了大量重组。该错误在 C# 3.0 和 4.0 中重现,但在 C# 2.0
中没有重现,这意味着该错误可能是我的错误。对不起!

我会在数据库中输入一个错误,我们会看看我们是否可以为该语言的未来版本修复这个错误。再次感谢大家的分析;这很有帮助!

更新:我从头开始为 Roslyn 重写了可为空的优化器;它现在做得更好,并避免了这些奇怪的错误。有关 Roslyn
中的优化器如何工作的一些想法,请参阅我从这里开始的系列文章:https ://ericlippert.com/2012/12/20/nullable-
micro-optimizations-part-one/

2022-03-08