Wie erben C#-ValueTypes von Objekten, ohne zu Referenztypen zu werden?

Wie kann ein C#-Werttyp von Object (Referenztyp) erben und dabei die Werttypeigenschaften beibehalten?

Frage:

C# verbietet Strukturen das Erben von Klassen, aber alle Werttypen erben von Objekten. Können Sie diesen Unterschied erklären und wie die CLR diese Vererbung verwaltet?

Antwort:

Entgegen Ihrer Annahme erlaubt C# Strukturen, von Klassen zu erben. Tatsächlich erben alle Strukturen von System.ValueType, das wiederum von System.Object erbt. Wie kann also ein Werttyp von einem Referenztyp (System.Object) erben, ohne seine Werttypeigenschaften zu verlieren?

CLR-Management:

Die CLR unterscheidet klar zwischen Werttypen und Referenztypen basierend auf dem Kopierverhalten. Werttypen werden nach Wert kopiert, was bedeutet, dass bei jeder Zuweisung oder Übergabe als Wert eine neue Instanz erstellt wird. Referenztypen hingegen werden per Referenz kopiert und teilen sich denselben zugrunde liegenden Speicherort.

Trotz der Vererbung bleibt diese grundlegende Unterscheidung zwischen Werttypen und Referenztypen bestehen. Wenn ValueType von Object erbt, erbt es nicht das Referenzverhalten. Im Gegensatz dazu ermöglicht die Vererbung in erster Linie den Zugriff auf geerbte Mitglieder und Methoden.

Abgeleitete Beziehung:

Die Vererbungsbeziehung zwischen Werttypen und Referenztypen kann durch die Analogie einer Box verstanden werden. Blaue Kästchen stehen für Referenztypen und rote Kästchen für Werttypen. In der Box befinden sich drei spezielle blaue Boxen mit der Bezeichnung O (System.Object), V (System.ValueType) und E (System.Enum).

Jedes rote Kästchen (ValueType) wird innerhalb eines V-Kästchens oder eines E-Kästchens platziert, während O außerhalb aller Kästchen liegt. Dies bedeutet, dass alle ValueTypes letztendlich von System.ValueType oder System.Enum abgeleitet sind, auch wenn sie letztendlich auf System.Object zurückgehen (blaues Kästchen O).

Fazit:

Im Wesentlichen erbt ValueType von Object und hat keinen Einfluss auf dessen Werttypverhalten. Die CLR stellt sicher, dass ValueTypes ihre Copy-by-Value-Semantik beibehalten, während geerbte Member und Methoden weiterhin über die Vererbungsbeziehung zugänglich sind.

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