Wie können Werttypen in C# vom Objekt (einem Referenztyp) erben und gleichzeitig das Wertkopierverhalten beibehalten?

C#-Werttypen: Vererbung vom Objekt und Verhalten beim Kopieren von Werten

Das Paradoxon verstehen:

In C# können Strukturen (Werttypen) von Klassen erben, was scheinbar im Widerspruch zu ihrem inhärenten Wertkopierverhalten steht. In diesem Artikel wird erläutert, wie diese Vererbung funktioniert, ohne die Werttypsemantik zu beeinträchtigen.

Der Vererbungsmechanismus

C# erlaubt Strukturen, von Klassen zu erben, und schreibt vor, dass alle Strukturen letztendlich von System.ValueType abgeleitet sind, das wiederum von System.Object erbt. Diese Vererbung gewährt Zugriff auf die Mitglieder der Basisklasse.

Die Rolle von CLR bei der Speicherverwaltung

Die Common Language Runtime (CLR) unterscheidet anhand ihrer Speicherverwaltung zwischen Werttypen und Referenztypen. Werttypen werden nach Wert kopiert, während Referenztypen nach Referenz kopiert werden. Dieser grundlegende Unterschied bleibt unabhängig von der Vererbung bestehen.

Wertkopierverhalten bleibt erhalten

Die Vererbung von einem Referenztyp hat keinen Einfluss auf die Kerneigenschaft eines Werttyps: das Kopieren von Werten. Instanzen von Werttypen werden immer nach Wert kopiert, unabhängig von ihrer Vererbungshierarchie.

Illustrative Analogie: Farbige Kästchen

Stellen Sie sich rote Kästchen (Werttypen) und blaue Kästchen (Referenztypen) vor. Es gibt drei spezielle blaue Kästchen: Object, ValueType und Enum. Alle roten Kästchen befinden sich entweder innerhalb von ValueType oder Enum. Die Eingrenzung in blaue Kästchen ändert nichts an der Farbe der roten Kästchen; Ebenso ändert die Vererbung nicht das Kopierverhalten eines Werttyps.

Weitere Klarstellungspunkte

• Private Mitglieder:Private Mitglieder einer Basisklasse werden von abgeleiteten Werttypen geerbt, aber Zugriffsregeln regeln ihren Zugriff.
• Boxing und Unboxing: Die CLR übernimmt das Boxen (Konvertieren von Werttypen in Referenztypen) und das Unboxing (umgekehrt), um das Wertkopierverhalten auch während Typkonvertierungen aufrechtzuerhalten.

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