Wie erben Werttypen vom Objekt und behalten dabei ihr Werttypverhalten bei?

C#-Werttypen und Vererbung

Frage:

Wie kann ein Werttyp von Object (einem Referenztyp) abgeleitet werden und gleichzeitig sein Werttypverhalten beibehalten?

Antwort:

• C# ermöglicht die Ableitung von Strukturen aus Klassen: Alle Strukturen erben von System.ValueType, das wiederum von System.Object erbt.
• Die Vererbungsbeziehung ist einfach: Vererbbare Mitglieder der Basisklasse werden zu Mitgliedern der abgeleiteten Struktur, sodass die Struktur beispielsweise die ToString-Methode erben kann.
• Ableitung hat keinen Einfluss auf das Kopierverhalten: Werttypen kopieren nach Wert, Referenztypen hingegen nach Referenz. Die Vererbung hat hierauf keinen Einfluss.

Wie CLR gehandhabt wird

Die CLR unterscheidet zwischen Werttypen und Referenztypen basierend auf ihrer Darstellung:

• Werttypen haben keine Objektheader oder Synchronisationsblöcke: Sie belegen direkt Speicherplatz.
• Referenztypen haben einen Objektheader und optional einen Synchronisationsblock: Sie verweisen auf Daten, die an anderer Stelle gespeichert sind.
• Ableitung ändert diese Darstellungen nicht: Ein von einem Referenztyp abgeleiteter Werttyp hat weiterhin eine Werttypdarstellung. Umgekehrt verliert ein von einem Werttyp abgeleiteter Referenztyp seine objektorientierten Eigenschaften nicht.

Beispiel:

Stellen Sie sich eine einfache Werttypstruktur namens MyStruct vor:

<code class="language-c#">struct MyStruct : ValueType { }</code>

• MyStruct erbt von ValueType: ValueType ist ein Referenztyp, aber MyStruct ist immer noch ein Werttyp. Das bedeutet:

  • MyStruct-Instanzen werden auf dem Stapel oder in lokalen Variablen zugewiesen.
  • MyStruct-Instanzen werden nach Wert und nicht nach Referenz kopiert.

• MyStruct verweist implizit auf ValueType: Durch Vererbung hat MyStruct Zugriff auf vererbbare Mitglieder von ValueType, einschließlich der ToString-Methode.

Fazit:

Werttypen werden von Object hauptsächlich für den Zugriff auf vererbbare Mitglieder abgeleitet. Diese Vererbung ändert weder die Eigenschaften ihrer Werttypen noch die Art und Weise, wie sie kopiert und im Speicher gespeichert werden. Die CLR verwaltet diese Unterschiede intern, um sicherzustellen, dass Werttypen ihre einzigartigen Eigenschaften behalten.

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