Question

无法从C＃结构继承。对我来说，这是不明白的原因：

显然，您不能拥有从值类型继承的引用类型;这不会起作用
从一个原始类型（Int32，Double，Char等）继承它听起来是合理的。
您需要能够使用派生实例在基础上调用（非虚拟）方法。您可以从派生结构转换为基础，因为它们将重叠相同的内存。我想从基数到派生的转换是行不通的，因为你无法在运行时知道派生结构的类型。
我可以看到您无法在类层次结构中实现虚方法，因为值类型不能包含虚拟成员

我想知道这是CLR中的技术限制，还是C＃编译器阻止你做的事情？

编辑：值类型不能有虚拟方法，我意识到这个限制排除了大多数你想要使用继承的场景。但是，这仍然会留下继承 - 聚合。想象一个带有Shape字段的Colour结构：我可以编写接受从Shape派生的任何结构的代码，并访问其Colour字段，即使我永远不会写一个虚拟Shape.Draw方法。

我可以想到一个会被非密封值类型打破的场景。值类型应该正确实现Equals和GetHashCode;即使System.Object上的这两个方法都是虚拟的，它们也会在值类型上被非虚拟地调用。即使没有密封值类型，编写从另一个派生的结构的人也无法编写自己的这两种方法的实现，并期望正确调用它们。

我应该指出，我并不是说我应该能够从我自己的代码中继承结构。但是，我想要做的是猜测为什么.NET禁止这种特殊的代码气味。

编辑2：我刚发现this very similar question，其答案实际上是“因为那时价值类型的数组不起作用”。

Answer 1

原因是大多数继承技术与运行时多态（虚函数）有关，而那些对值类型无效：对于运行时多态有任何意义，对象需要被视为引用 - 这不是特定的.NET也是，它只是虚拟功能如何实现的技术细节。

值类型构成了.NET规则的一个例外，正是为了允许轻量级对象不需要通过引用进行间接寻址。因此，运行时多态性对它们不起作用，并且继承的大多数方面都变得毫无意义。

（有一个例外：可以装箱值类型对象，允许调用从System.Object继承的虚方法。）

解决您的一个观点：

您可以从派生结构转换为基础，因为它们会重叠相同的内存。

不，这是不可能的 - 投射值类型会复制其值。我们这里没有处理引用，因此内存中没有重叠。因此，将值类型转换为其基本类型是没有意义的（再次，除非我们讨论转换为实际执行装箱的object，并且也在上运行复制的值。）

还不清楚？让我们看一个例子。

假设我们已经得到了假设的struct Shape，并继承了struct Circle。 Shape定义了一个虚拟Draw方法（接受Graphics个对象）。现在，假设我们想在画布上绘制一个形状。当然，这非常有效：

var circle = new Circle(new Point(10, 10), 20);
circle.Draw(e.Graphics); // e.Graphics = graphics object of our form.

- 但在这里我们根本没有使用继承。要使用继承，请设想以下DrawObject辅助方法：

void DrawObject(Shape shape, Graphics g) {
    // Do some preparation on g.
    shape.Draw(g);
}

我们在其他地方使用Circle：

进行调用

var circle = new Circle(new Point(10, 10), 20);
DrawObject(circle, e.Graphics);

- 并且， ka-blam - 此代码不会画一个圆圈。为什么？因为当我们将圆圈传递给DrawObject方法时，我们会做两件事：

我们复制它。
我们切片它，即对象shape对象实际上不再是Circle - 既不是原始的也不是副本。相反，它的Circle部分在复制过程中被“切掉”，只剩下Shape部分。 shape.Draw现在调用Draw的{{1}}方法，而不是Shape。

在C ++中，您实际上可能会导致此行为。因此，C ++中的OOP只能用于指针和引用，而不能直接用于值类型。出于同样的原因，.NET只允许继承引用类型，因为无论如何都不能将它用于值类型。

请注意，如果Circle是一个接口，上面的代码在.NET中工作。换句话说，引用类型。现在的情况有所不同：您的Shape对象将仍然被复制，但它也会被装入参考。

现在，.NET 可以理论上允许您从circle继承struct。然后上面的代码就像class是一个接口一样有用。但是，首先使用Shape的全部优势消失了：对于所有意图和目的（除了从未传递给另一个方法的局部变量，因此没有继承的实用程序））您的struct将表现为不可变的引用类型而不是值类型。

Answer 2

来自ECMA 335：值类型将被密封以避免处理值切片的复杂性。此处指定的限制性规则允许更高效的实施而不会严重妥协功能。

我不知道'值切片'是什么意思，但我猜它们是密封的，以便有效地实现CLR。

Answer 3

您可以使用值类型的泛型类型参数进行一些有限的继承形式。

Answer 4

因为每个value-type实例都有不同的大小并存储在堆栈中。因此，如果您编写“Base = Derived”，其中“Base”和“Derived”是值类型，您将损坏堆栈。

为什么.NET值类型被密封？

4 个答案: