为什么我不能在.NET中为结构定义默认构造函数？-Java 学习之路

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在.NET中，值类型（C＃ struct ）不能包含没有参数的构造函数 . 根据this post，这是CLI规范的强制要求 . 会发生什么，对于每个值类型，都会创建一个默认构造函数（由编译器？），它将所有成员初始化为零（或 null ） .

为什么不允许定义这样的默认构造函数？

一个微不足道的用途是有理数：

public struct Rational {
    private long numerator;
    private long denominator;

    public Rational(long num, long denom)
    { /* Todo: Find GCD etc. */ }

    public Rational(long num)
    {
        numerator = num;
        denominator = 1;
    }

    public Rational() // This is not allowed
    {
        numerator = 0;
        denominator = 1;
    }
}

使用当前版本的C＃，默认的Rational是 0/0 ，这不是很酷 .

PS ：默认参数是否有助于解决C＃4.0的问题，还是会调用CLR定义的默认构造函数？

Jon Skeet回答：

使用你的例子，当有人做的时候你想要发生什么：Rational [] fractions = new Rational [1000];
它应该通过你的构造函数1000次？

当然应该，这就是我首先编写默认构造函数的原因 . 当没有定义显式默认构造函数时，CLR应该使用默认的归零构造函数;这样你只需支付你使用的费用 . 然后，如果我想要1000个非默认 Rational 的容器（并且想要优化1000个结构），我将使用 List<Rational> 而不是数组 .

在我看来，这个原因并不足以阻止默认构造函数的定义 .

10 回答

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注意：下面的答案是在C＃6之前编写的，它计划引入在结构中声明无参数构造函数的能力 - 但它们仍然不会在所有情况下被调用（例如，用于数组创建）（最后）这个功能was not added to C# 6） .

编辑：由于格劳恩沃尔夫对CLR的洞察力，我编辑了下面的答案 .

CLR允许值类型具有无参数构造函数，但C＃不具有参数构造函数 . 我相信这是因为它会引入一种期望，即构造函数不会被调用 . 例如，考虑一下：
```
MyStruct[] foo = new MyStruct[1000];
```
CLR能够通过分配适当的内存并将其归零来非常有效地完成此任务 . 如果它必须运行MyStruct构造函数1000次，那将效率低得多 . （事实上，它没有 - 如果你有一个无参数构造函数，它在创建数组时没有运行，或者你有一个未初始化的实例变量 . ）

C＃中的基本规则是"the default value for any type can't rely on any initialization" . 现在他们可以允许定义无参数构造函数，但是不需要在所有情况下执行构造函数 - 但这会导致更多的混淆 . （或至少，所以我相信这个论点 . ）

编辑：要使用您的示例，当有人执行时您希望发生什么：
```
Rational[] fractions = new Rational[1000];
```
它应该通过你的构造函数1000次？
- 如果没有，我们最终会得到1000个无效的理由
- 如果确实如此，那么我们将重新填充具有实际值的数组 .
编辑:(回答更多问题）就CLR而言，无参数构造函数不必具有构造函数 - 尽管事实证明如果你在IL中编写它也可以 . 当您在C＃中编写“ new Guid() ”时，如果调用普通构造函数，则会发出不同的IL . 有关该方面的更多信息，请参阅this SO question .

我怀疑这不是一个坏主意 .
回复于 2024-04-20T00:21:25+08:00
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结构是值类型，值类型一旦声明就必须具有默认值 .
```
MyClass m;
MyStruct m2;
```
如果你声明上面的两个字段而没有实例化，那么打破调试器， m 将为null，但 m2 将不会 . 鉴于此，无参数构造函数没有任何意义，实际上结构上的所有构造函数都是赋值，事物本身只是通过声明它就已存在 . 实际上m2可以很高兴地用在上面的例子中并调用它的方法，如果有的话，它的字段和属性被操纵！
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虽然CLR允许它，但C＃不允许结构具有默认的无参数构造函数 . 原因是，对于值类型，编译器默认情况下既不生成默认构造函数，也不生成对默认构造函数的调用 . 因此，即使您碰巧定义了默认构造函数，也不会调用它，这只会让您感到困惑 .

为避免此类问题，C＃编译器不允许用户定义默认构造函数 . 并且因为它不生成默认构造函数，所以在定义字段时无法初始化字段 .

或者最重要的原因是结构是值类型和值类型由默认值初始化，构造函数用于初始化 .

您不必使用 new 关键字实例化您的结构 . 它反过来像一个int;你可以直接访问它 .

结构不能包含显式无参数构造函数 . Struct成员会自动初始化为其默认值 .

结构的默认（无参数）构造函数可以设置与全零状态不同的值，这将是意外行为 . 因此，.NET运行时禁止结构的默认构造函数 .

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您可以创建一个初始化并返回默认“有理”数字的静态属性：
```
public static Rational One => new Rational(0, 1);
```
并使用它像：
```
var rat = Rational.One;
```
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更简短的解释：

在C中，struct和class只是同一枚硬币的两面 . 唯一真正的区别是，一个是默认公开，另一个是私人 .

在.NET中，结构和类之间存在更大的差异 . 主要的是struct提供了值类型语义，而class提供了引用类型语义 . 当您开始考虑此更改的含义时，其他更改也会开始变得更有意义，包括您描述的构造函数行为 .

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只是特殊情况吧 . 如果你看到0的分子和0的分母，假装它具有你真正想要的值 .

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您无法定义默认构造函数，因为您正在使用C＃ .

结构可以在.NET中具有默认构造函数，但我不知道任何支持它的特定语言 .

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这是我对无默认构造函数困境的解决方案 . 我知道这是一个迟到的解决方案，但我认为值得注意的是这是一个解决方案 .

public struct Point2D {
    public static Point2D NULL = new Point2D(-1,-1);
    private int[] Data;

    public int X {
        get {
            return this.Data[ 0 ];
        }
        set {
            try {
                this.Data[ 0 ] = value;
            } catch( Exception ) {
                this.Data = new int[ 2 ];
            } finally {
                this.Data[ 0 ] = value;
            }
        }
    }

    public int Z {
        get {
            return this.Data[ 1 ];
        }
        set {
            try {
                this.Data[ 1 ] = value;
            } catch( Exception ) {
                this.Data = new int[ 2 ];
            } finally {
                this.Data[ 1 ] = value;
            }
        }
    }

    public Point2D( int x , int z ) {
        this.Data = new int[ 2 ] { x , z };
    }

    public static Point2D operator +( Point2D A , Point2D B ) {
        return new Point2D( A.X + B.X , A.Z + B.Z );
    }

    public static Point2D operator -( Point2D A , Point2D B ) {
        return new Point2D( A.X - B.X , A.Z - B.Z );
    }

    public static Point2D operator *( Point2D A , int B ) {
        return new Point2D( B * A.X , B * A.Z );
    }

    public static Point2D operator *( int A , Point2D B ) {
        return new Point2D( A * B.Z , A * B.Z );
    }

    public override string ToString() {
        return string.Format( "({0},{1})" , this.X , this.Z );
    }
}

忽略了我有一个名为null的静态结构的事实（注意：这仅适用于所有正象限），使用get; set;在C＃中，您可以使用try / catch / finally来处理默认构造函数Point2D（）未初始化特定数据类型的错误 . 我想这是一个难以捉摸的解决方案 . 这主要是为什么我加我的 . 使用C＃中的getter和setter功能将允许您绕过此默认构造函数，并尝试捕获您未初始化的内容 . 对我来说这很好，对于其他人你可能想要添加一些if语句 . 因此，在您需要Numerator / Denominator设置的情况下，此代码可能会有所帮助 . 我只想重申，这个解决方案看起来不太好，从效率的角度来看可能效果更差，但是，对于来自旧版本C＃的人来说，使用数组数据类型可以为您提供此功能 . 如果你只想要一些有用的东西，试试这个：

public struct Rational {
    private long[] Data;

    public long Numerator {
        get {
            try {
                return this.Data[ 0 ];
            } catch( Exception ) {
                this.Data = new long[ 2 ] { 0 , 1 };
                return this.Data[ 0 ];
            }
        }
        set {
            try {
                this.Data[ 0 ] = value;
            } catch( Exception ) {
                this.Data = new long[ 2 ] { 0 , 1 };
                this.Data[ 0 ] = value;
            }
        }
    }

    public long Denominator {
        get {
            try {
                return this.Data[ 1 ];
            } catch( Exception ) {
                this.Data = new long[ 2 ] { 0 , 1 };
                return this.Data[ 1 ];
            }
        }
        set {
            try {
                this.Data[ 1 ] = value;
            } catch( Exception ) {
                this.Data = new long[ 2 ] { 0 , 1 };
                this.Data[ 1 ] = value;
            }
        }
    }

    public Rational( long num , long denom ) {
        this.Data = new long[ 2 ] { num , denom };
        /* Todo: Find GCD etc. */
    }

    public Rational( long num ) {
        this.Data = new long[ 2 ] { num , 1 };
        this.Numerator = num;
        this.Denominator = 1;
    }
}

回复于 2024-04-20T00:21:25+08:00

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我没有看到相当于我要给的后期解决方案，所以在这里 .

使用偏移将值从默认值0移动到您喜欢的任何值 . 必须使用此属性而不是直接访问字段 . （也许有了可能的c＃7功能，你最好定义属性范围的字段，这样它们就不会被代码直接访问了 . ）

此解决方案适用于仅具有值类型的简单结构（无ref类型或可为空结构） .
```
public struct Tempo
{
    const double DefaultBpm = 120;
    private double _bpm; // this field must not be modified other than with its property.

    public double BeatsPerMinute
    {
        get => _bpm + DefaultBpm;
        set => _bpm = value - DefaultBpm;
    }
}
```
这是不同的than这个答案，这种方法不是特别的套管，但它的使用偏移将适用于所有范围 .

以枚举为字段的示例 .
```
public struct Difficaulty
{
    Easy,
    Medium,
    Hard
}

public struct Level
{
    const Difficaulty DefaultLevel = Difficaulty.Medium;
    private Difficaulty _level; // this field must not be modified other than with its property.

    public Difficaulty Difficaulty
    {
        get => _level + DefaultLevel;
        set => _level = value - DefaultLevel;
    }
}
```
正如我所说，这个技巧可能在所有情况下都不起作用，即使struct只有值字段，只有你知道它是否适用于你的情况 . 试试看 . 但你得到了一般的想法 .
回复于 2024-04-20T00:21:25+08:00

public struct Rational 
{
    private long numerator;
    private long denominator;

    public Rational(long num = 0, long denom = 1)   // This is allowed!!!
    {
        numerator   = num;
        denominator = denom;
    }
}

回复于 2024-04-20T00:21:25+08:00

为什么我不能在.NET中为结构定义默认构造函数？

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