C# 值類型如何包含自己類型的字段？

Question

我試圖更多地了解值類型是如何在 C# 中實現和表示的，當我看到 Single struct/value 類型被定義為這樣時感到困惑：

public struct Single : IComparable, IComparable<Single>, IConvertible, IEquatable<Single>, IFormattable
{
    public const Single Epsilon = 1.401298E-45F;
    public const Single MaxValue = 3.40282347E+38F;
    public const Single MinValue = -3.40282347E+38F;
    public const Single NaN = 0F / 0F;
    public const Single NegativeInfinity = -1F / 0F;
    public const Single PositiveInfinity = 1F / 0F;

    // etc ...
}

結構 Single 本身如何包含 Singles？ 或者換句話說，類型的定義如何包含該類型的實例？ 如果我嘗試使用自己的結構來執行此操作，編譯器會返回錯誤。 是不是實際的底層值是 C++ 原語，而“值類型”只是圍繞它的方法的集合？ 我認為最終我對“原始”和“價值類型”之間的區別感到困惑。 如果它們是原語，為什么將它們定義為結構？

Answer 1

如果您嘗試此操作，編譯器會抱怨您的結構無法設為const （“類型 'MyStruct' 無法聲明為 const ”）。

我曾經問過一個關於decimal的類似問題。 Jon Skeet 自己給出的答案是，如果沒有“一些有趣的 hack”， mscorlib的源代碼中的某些內容將無法按原樣編譯。

我的猜測是您遇到過其中之一。 Single是float的同義詞，它本身是一個原始類型。 源代碼可能不是實際編譯/CLR 類型的干凈抽象。

Answer 2

任何類型都可以在其代碼中使用自己。

這條規則從 Object 面向編程的早期就已經存在。 您可以在 C++ 中看到它，其中聲明和定義之間存在明顯差異： http://www.cplusplus.com/articles/yAqpX9L8/

基本上你可以聲明在這個代碼（或另一個文件）的某個地方，有一個“變量X”的定義。 然后可以使用“變量 X”，就好像你已經用包含指令或完全定義的那樣把它放在那里。 這樣您就可以制作類似於部分文件的內容。

對於功能，該過程稱為“原型設計”。

類可以在一定范圍內做到這一點。 在 C++ 中，您本身不能擁有類型本身的字段，因為這意味着每個實例都將包含另一個實例，從而導致編譯器遞歸。 並將類型膨脹到無限大小。 但是，您可以擁有該類型的指針。 在 .NET 我們有參考。 由於指針和引用都可以是 null，所以沒有問題。 它可能在運行時包含一個引用遞歸。 但它不在編譯時，這對編譯器來說已經足夠好了。

但是這些過程是必要的，因為 Native C++ 編譯方法的特殊性：每個文件都在另一個文件之后編譯。 並且包含指令實際上插入了代碼，確實使預處理器和編譯器之間的文件大小膨脹。

//Prototype of a function
double someFunction( double, int );

//Declaration of a variable
extern int y;

問題是，當 C# 編譯器被制造出來時，它們已經超越了對原型和聲明的需求。 可以看出，在這個文件或其他文件中有一個“Single”類型的定義，所以它可以使用“Single”類型。 包括 Single 本身的代碼。 確實如此，每次您使用部分 class - 所以每次您使用 Windows Forms 設計器時。

使用靜態和常量，這甚至都不是問題：

• 靜態數據存儲在 class 實例之外。 它們位於 memory 中的某個位置，但編譯器會處理這些問題。 最重要的是，它們只出現一次。 沒有遞歸的危險。
• 雖然編譯時常量，只會將值寫入生成的 MSIL。 同樣，沒有存儲在 class 中。