Tipos anulables

Concepto

    En C# 2.0 las variables de tipos valor también pueden almacenar el valor especial null, como las de tipos referencia. Por ello, a estas variables se les denomina tipos anulables.

    Esto les permite señalar cuando almacenan un valor desconocido o inaplicable, lo que puede resultar muy útil a la hora de trabajar con bases de datos ya que en éstas los campos de tipo entero, booleanos, etc. suelen permitir almacenar valores nulos. Así mismo, también evita tener que definir ciertos valores especiales para los parámetros o el valor de retorno de los métodos con los que expresar dicha semántica (pe, devolver -1 en un método que devuelva la posición donde se haya un cierto elemento en una tabla para indicar que no se ha encontrado en la misma), cosa que además puede implicar desaprovechar parte del rango de representación del tipo valor o incluso no ser posible de aplicar si todos los valores del parámetro o valor de retorno son significativos.

Sintaxis

    La versión anulable de un tipo valor se representa igual que la normal pero con el sufijo ?, y se le podrán asignar tanto valores de su tipo subyacente (el tipo normal, sin el ?) como null. De hecho, su valor por defecto será null. Por ejemplo:


int? x = 1;
x = null;

    En realidad el uso de ? no es más que una sintaxis abreviada con la que instanciar un objeto del nuevo tipo genérico Nullable<T> incluido en el espacio de nombres System de la BCL con su parámetro genérico concretizado al tipo subyacente. Este tipo tiene un constructor que admite un parámetro del tipo genérico T, por lo que en realidad el código del ejemplo anterior es equivalente a:


Nullable<int> x = new Nullable<int>(1);// También valdría
// Nullable<int>x = new int?(1);
x = null;

    El tipo Nullable proporciona dos propiedades a todos los tipos anulables: bool HasValue para indicar si almacena null, y T Value, para obtener su valor. Si una variable anulable valiese null, leer su propiedad Value haría saltar una InvalidOperationException. A continuación se muestra un ejemplo del uso de las mismas:


 using System;
 class Anulables
 {
  static void Main()
  {
   int? x = null;
   int? y = 123;
   MostrarSiNulo(x, "x");
   MostrarSiNulo(y, "y");
  }
  static void MostrarSiNulo(int? x, string nombreVariable)
  {
   if (!x.HasValue)
    Console.WriteLine("{0} es nula", nombreVariable);
   else
    Console.WriteLine("{0} no es nula. Vale {1}.",nombreVariable,x.Value);
  }
 }

    En él, el método MostrarSiNulo() primero comprueba si la variable vale null, para si así simplemente indicarlo y si no indicar cuál su valor. Su salida será:

x es nula

y no es nula. Vale 123.

    En realidad nada fuerza a utilizar HasValue para determinar si una variable anulable vale null, sino que en su lugar se puede usar el habitual operador de igualdad. Del mismo modo, en vez de leer su valor a través de de la propiedad Value se puede obtener simplemente accediendo a la variable como si fuese no anulable. Así, el anterior método MostrarSiNulo() podría rescribirse como sigue, con lo que quedará mucho más legible:


 static void MostrarSiNulo(int? x, string nombreVariable)
 {
  if (x==null)
   Console.WriteLine("{0} es nula", nombreVariable);
  else
   Console.WriteLine("{0} no es nula. Vale {1}.", nombreVariable, x);
 }

    Finalmente, hay que señalar que el tipo subyacente puede ser a su vez un tipo anulable, siendo válidas declaraciones del tipo int??, int???, etc. Sin embargo, no tiene mucho sentido hacerlo ya que al fin y al cabo los tipos resultantes serían equivalentes y aceptarían el mismo rango de valores. Por ejemplo, una instancia del tipo int??? podría crearse de cualquier de estas formas:


 int??? x = 1;
 x = new int???(1);
 x = new int???(new int??(1));
 x = new int???(new int??(new int?(1)));

Y leerse como sigue:


 Console.WriteLine(x);
 Console.WriteLine(x.Value);
 Console.WriteLine(x.Value.Value);
 Console.WriteLine(x.Value.Value.Value);

Conversiones

    C# 2.0 es capaz realizar implícitamente conversiones desde un tipo subyacente a su versión anulable, gracias  alo que cualquier valor del tipo subyacente de una variable anulable se puede almacenar en la misma. Por ejemplo:


int x = 123;
int? y = x;

    Lo que no es posible realizar implícitamente es la conversión recíproca (de un tipo anulable a su tipo subyacente) ya que si una variable anulable almacena el valor null este no será válido como valor de su tipo subyacente. Por tanto, estas conversiones han de realizarse explícitamente, tal y como a continuación se muestra:

 int z = (int) y; 

    Lo que sí se permite también es realizar implícitamente entre tipos anulables todas aquellas conversiones que serían válidas entre sus versiones no anulables. Por ejemplo:


 double d = z;
 double d2 = (double) y;  // Se puede hacer la conversión directamente
// a double
 d2 = (int) y;            // o indirectamente desde int
 z = (int) d;
 y = (int?) d2;           // Se puede hacer la conversión directamente
// a int?
 y = (int) d2;            // o indirectamente desde int

Operaciones con nulos

    Obviamente, la posibilidad de introducir valores nulos en los tipos valor implica que se tengan que modificar los operadores habitualmente utilizados al trabajar con ellos para que tengan en cuenta el caso en que sus operandos valgan null.

    Para los operadores relacionales, esto implicaría en principio la introducción de una lógica trivaluada (valores true, false y null), como en las bases de datos SQL. Sin embargo, en tanto que ello suele atentar contra la intuitividad y provocar "problemas psicológicos" a los programadores, se ha preferido simplificar el funcionamiento de estos operadores y hacer que simplemente devuelvan true si sus dos operadores valen null y false si solo uno de ellos lo hace, pero jamás devolverán null. Por ejemplo:


 int? i = 1;
 int? j = 2;
 int? z = null;
 
 Console.WriteLine(i > j);
// Imprime False, al ser el valor de i menor que el de j
 Console.WriteLine(i > z);
// Imprime False, al ser z null.
 Console.WriteLine(i > null);
// Imprime False. El compilador incluso avisa de que este
// tipo de comparaciones siempre retornan false por ser uno
// de sus operandos null.
 Console.WriteLine(null > null); // Imprime False. Ídem al caso anterior. 

    Sin embargo, para el caso de los operadores lógicos sí que se ha optado por permitir la devolución de null por similitud con SQL, quedando sus tablas de verdad definidas como sigue según esta lógica trivaluada:

x

y

x && y

x || y

true

true

true

true

true

false

false

true

true

null

null

true

false

false

false

false

false

null

false

null

null

null

null

null

Tabla 20: Tabla de verdad de los operadores lógicos en lógica trivaluada

    Y en el caso de los aritméticos también se permite la devolución de null, aunque en este caso su implementación es mucho más intuitiva y simplemente consiste en retornar null si algún operador vale null y operar normalmente si no (como en SQL) Por ejemplo:


 int? i = 1;
 int? j = 2;
 int? z = null;
 Console.WriteLine(i + j);
// Imprime 3, que es la suma de los valores de i y j
 Console.WriteLine(i + z);
// No imprime nada, puesto que i+z devuelve null.

    En cualquier caso, debe tenerse en cuenta que no es necesario preocuparse por cómo se comportarán los operadores redefinidos ante las versiones anulables de las estructuras, pues su implementación la proporcionará automáticamente el compilador. Por ejemplo, si se ha redefinido el operador + para una estructura, cuando se aplique entre versiones anulables del tipo simplemente se mirará si alguno de los operandos es null, devolviéndose null si es así y ejecutándose la redefinición del operador si no.

Operador de fusión (??)

    Para facilitar el trabajo con variables anulables, C# 2.0 proporciona un nuevo operador de fusión ?? que retorna su operando izquierdo si este no es nulo y el derecho si lo es. Este operador se puede aplicar tanto entre tipos anulables como entre tipos referencia o entre tipos anulables y tipos no anulables. Ejemplos de su uso serían los siguientes:


 int z;
 int? enteronulo = null;
 int? enterononulo;
 string s = null;
 z = enteronulo ?? 123; // Válido entre tipo anulable y no anulable. z=123
 enterononulo = enteronulo ?? 123; // enterononulo = 123.
 z = (int) (enteronulo ?? enterononulo);//Válido entre tipos anulables.
//z=123

 Console.WriteLine(s ?? "s nula");// Escribe s nula.

    Lo que obviamente no se permite es aplicarlo entre tipos no anulables puesto que no tiene sentido en tanto que nunca será posible que alguno de sus operandos valga null. Tampoco es aplicable entre tipos referencia y tipos valor ya que el resultado de la expresión podría ser de tipo valor o de tipo referencia dependiendo de los operandos que en concreto se les pase en cada ejecución de la misma, y por tanto no podría almacenarse con seguridad en ningún tipo de variable salvo object. Por tanto, todas las siguientes asignaciones son incorrectas (excepto las de las inicializaciones, claro):


 int x = 1;
 int? y = 1;
 int z = 0;
 string s = null;
 z = 1 ?? 1;   // No válido entre tipos valor
 z = x ?? 123; // De nuevo, no válido entre tipos valor
 z = s ?? x;   // No válido entre tipos referencia y tipos valor.
 z = s ?? y;   // Ni aunque el tipo valor sea anulable.

    El operador ?? es asociativo por la derecha, por lo que puede combinarse como sigue:


 using System;
 class OperadorFusión
 {
  static void Main()
  {
   string s = null, t = null;
   Console.WriteLine(s ?? t ?? "s y t son cadenas nulas");
   t = "Ahora t no es nula";
   Console.WriteLine(s ?? t ?? "s y t son cadenas nulas");
   s = "Ahora s no es nula";
   Console.WriteLine(s ?? t ?? "s y t son cadenas nulas");
  }
 }

    Siendo el resultado de la ejecución del código el siguiente:

s y t son cadenas nulas

Ahora t no es nula

Ahora s no es nula

Tipos anulables
José Antonio González Seco

José Antonio es experto en tecnologias Microsoft. Imparte cursos y conferencias en congresos sobre C# y .NET en Universidades de toda España (Sevilla, Barcelona, San Sebastián, Valencia, Oviedo, etc.) en representación de grandes empresas como Microsoft.
Fecha de alta:03/01/2007
Última actualizacion:03/01/2007
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