C# 9.0 新特性之參數非空檢查簡化

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參數非空檢查是縮寫類庫很常見的操作，在一個方法中要求參數不能為空，否則拋出相應的異常。比如：

public static string HashPassword(string password)
{
    if(password is null)
    {
        throw new ArgumentNullException(nameof(password));
    }
    ...
}

當異常發生時，調用者很容易知道是什麼問題。如果不加這個檢查，可能就會由系統拋出未將對象引用為實例之類的錯誤，這不利於調用者診斷錯誤。

由於這個場景太常見了，於是我經常在我的項目中通過一個輔助類來做此類檢查。這個類用來檢查方法參數，所以命名為 Guard，主要代碼如下：

public static class Guard
{
    public static void NotNull(object param, string paramName)
    {
        if (param is null)
        {
            throw new ArgumentNullException(paramName);
        }
    }

    public static void NotNullOrEmpty(string param, string paramName)
    {
        NotNull(param, paramName);
        if (param == string.Empty)
        {
            throw new ArgumentException($"The string can not be empty.", paramName);
        }
    }

    public static void NotNullOrEmpty<T>(IEnumerable<T> param, string paramName)
    {
        NotNull(param, paramName);
        if (param.Count() == 0)
        {
            throw new ArgumentException("The collection can not be empty.", paramName);
        }
    }
    ...
}

這個類包含了三個常見的非空檢查，包括 null、空字符串、空集合的檢查。使用示例：

public static string HashPassword(string password)
{
    Guard.NotNull(password, nameof(password));
    ...
}

public static IEnumerable<TSource> DistinctBy<TSource, TKey>(
    this IEnumerable<TSource> source,
    Func<TSource, TKey> keySelector)
{
    Guard.NotNullOrEmpty(source, nameof(source));
    ...
}

介於這種非空檢查極其常見，C# 9.0 對此做了簡化，增加了操作符‘!’，放在參數名後面，表示此參數不接受 null 值。使用方式如下：

public static string HashPassword(string password!)
{
    ...
}

簡化了很多有木有。這個提案已經納入 C# 9.0 的特性中，但目前（2020-06-13）還沒有完成開發。

這個特性只支持非 null 檢查，其它參數檢查場景還是不夠用的，我還是會通過輔助類來進行像空字符串、空集合的檢查。

這個特性在寫公共類庫的時候很有用，但我想大多數人在寫業務邏輯代碼的時候可能用不到這個特性，一般會封自己的參數檢查機制。比如，我在項目中，對於上層 API 開發，我通過封裝一個輔助類（ApiGuard）來對對參數進行檢查，如果參數不通過，則拋出相應的業務異常，而不是 ArgumentNullException。比如下面的一段截取自我的 GeekGist 小項目的代碼：

public static class ApiGuard
{
    public static void EnsureNotNull(object param, string paramName)
    {
        if (param == null) throw new BadRequestException($"{paramName} can not be null.");
    }

    public static void EnsureNotEmpty<T>(IEnumerable<T> collection, string paramName)
    {
        if (collection == null || collection.Count() == 0)
            throw new BadRequestException($"{paramName} can not be null or empty.");
    }

    public static void EnsureExist(object value, string message = "Not found")
    {
        if (value == null) throw new BadRequestException(message);
    }

    public static void EnsureNotExist(object value, string message = "Already existed")
    {
        if (value != null) throw new BadRequestException(message);
    }
    ...
}

使用示例：

public async Task UpdateAsync(long id, BookUpdateDto dto)
{
    ApiGuard.EnsureNotNull(dto, nameof(dto));
    ApiGuard.EnsureNotEmpty(dto.TagValues, nameof(dto.TagValues));

    var book = await DbSet
        .Include(x => x.BookTags)
        .FirstOrDefaultAsync(x => x.Id == id);
    ApiGuard.EnsureExist(book);

    Mapper.Map(dto, book);

    ...
}

ApiGuard 的好處是，當 API 接口接到不合要求的參數時，可以自定義響應返回內容。比如，增加一個 Filter 或中間件用來全局捕獲業務代碼異常，根據不同的異常返回給前端不同的狀態碼和消息提示：

private Task HandleExceptionAsync(HttpContext context, Exception exception)
{
    ApiResult result;
    if (exception is BadRequestException)
    {
        result = ApiResult.Error(exception.Message, 400);
    }
    else if (exception is NotFoundException)
    {
        message = string.IsNullOrEmpty(message) ? "Not Found" : message;
        result = ApiResult.Error(message, 404);
    }
    else if (exception is UnauthorizedAccessException)
    {
        message = string.IsNullOrEmpty(message) ? "Unauthorized" : message;
        result = ApiResult.Error(message, 401);
    }
    ...
}

只是一個參數非空檢查，在實際開發中卻有不少的學問，所以學好了理論還要多實踐才能更透徹的理解它。

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