Question

F＃支持“非托管”的类型约束。这与“struct”约束之类的值类型约束不同。 MSDN notes非托管约束的行为是：

提供的类型必须是非托管类型。非托管类型是某些基本类型（sbyte，byte，char，nativeint，unativeint，float32，float，int16，uint16，int32，uint32，int64，uint64或decimal），枚举类型，nativeptr＆lt; _＆gt;或非通用结构，其字段都是非托管类型。

这是一个非常方便的约束类型，在进行平台调用时，我不止一次希望C＃有办法做到这一点。 C＃没有这个约束。 C＃不支持在CIL中指定的所有约束。一个例子是枚举。在C＃中，你不能这样做：

public void Foo<T>(T bar) where T:enum

但是，如果C＃编译器在另一个库中遇到它，则它确实遵守“枚举”约束。 Jon Skeet能够使用它来创建他的Unconstrained Melody项目。

所以，我的问题是，F＃的“非托管”约束是什么，可以用CIL表示，就像一个枚举约束，只是没有在C＃中公开，或者它是纯粹由F＃编译器强制执行的，就像其他一些约束F＃支持（如显式成员约束）？

Answer 1

我收到了一些反馈，请注意我不太了解F＃。请编辑我的位置。首先了解基础知识，运行时实际上并没有实现F＃支持的约束。并且支持的不仅仅是C＃支持的功能。它只有4种类型的约束：

必须是引用类型（C＃中的类约束，而不是F＃中的struct）
必须是值类型（C＃和F＃中的结构约束）
必须有一个默认构造函数（C＃中的new（）约束，F＃中的new）
受类型限制。

然后，CLI规范就这些约束如何在特定类型参数类型上有效设置特定规则，按ValueType，Enum，Delegate，Array和任何其他任意类型进行细分。

语言设计者可以自由地使用他们的语言进行创新，只要他们遵守运行时可以支持的内容即可。他们可以自己添加任意约束，他们有一个编译器来强制执行它们。或者任意选择不支持运行时支持的那个，因为它不适合他们的语言设计。

只要泛型类型只用于F＃代码，F＃扩展就可以正常工作。所以F＃编译器可以强制执行它。但它无法通过运行时验证，如果这种类型被另一种语言使用，它根本不会产生任何影响。约束使用F＃特定属性（Core.CompilationMapping属性）编码在元数据中，另一种语言编译器知道bean应该是什么意思。在F＃库中使用您喜欢的非托管约束时，可以轻松看到：

namespace FSharpLibrary

type FSharpType<'T when 'T : unmanaged>() =
    class end

希望我做对了。并在C＃项目中使用：

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        var obj = new Example();   // fine
    }
}
class Foo { }
class Example : FSharpLibrary.FSharpType<Foo> { }

编译并执行得很好，实际上根本没有应用约束。它不可能，运行时不支持它。

Answer 2

因此，在ILDasm中打开一个小样本，我们看到以下F＃代码

open System.Collections

type Class1<'T when 'T : unmanaged> =
   class end

type Class2<'T> =
    class end

type Class3<'T when 'T :> IEnumerable> =
    class end

成为以下IL

.class public auto ansi serializable beforefieldinit FSharpLibrary.Class1`1<T>
       extends [mscorlib]System.Object
{
  .custom instance void [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.CompilationMappingAttribute::.ctor(valuetype [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.SourceConstructFlags) = ( 01 00 03 00 00 00 00 00 ) 
} // end of class FSharpLibrary.Class1`1

.class public auto ansi serializable beforefieldinit FSharpLibrary.Class2`1<T>
       extends [mscorlib]System.Object
{
  .custom instance void [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.CompilationMappingAttribute::.ctor(valuetype [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.SourceConstructFlags) = ( 01 00 03 00 00 00 00 00 ) 
} // end of class FSharpLibrary.Class2`1

.class public auto ansi serializable beforefieldinit FSharpLibrary.Class3`1<([mscorlib]System.Collections.IEnumerable) T>
       extends [mscorlib]System.Object
{
  .custom instance void [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.CompilationMappingAttribute::.ctor(valuetype [FSharp.Core]Microsoft.FSharp.Core.SourceConstructFlags) = ( 01 00 03 00 00 00 00 00 ) 
} // end of class FSharpLibrary.Class3`1

值得注意的是，Class2具有无约束的通用参数，并且完全匹配Class1，即使T被约束为unmanaged中的Class1。相比之下，Class3与此给定模式不匹配，我们可以清楚地看到IL中的显式:> IEnumerable约束。

另外，以下C＃代码

public class Class2<T>
{ }

public class Class3<T>
    where T : IEnumerable
{ }

变为

.class public auto ansi beforefieldinit CSharpLibrary.Class2`1<T>
       extends [mscorlib]System.Object
{
} // end of class CSharpLibrary.Class2`1

.class public auto ansi beforefieldinit CSharpLibrary.Class3`1<([mscorlib]System.Collections.IEnumerable) T>
       extends [mscorlib]System.Object
{
} // end of class CSharpLibrary.Class3`1

除了F＃生成的构造函数（.ctor s）和Serializable标志之外，它与F＃生成的代码匹配。

没有对Class1的其他引用因此意味着编译器在IL级别不考虑unmanaged约束，并且不会在编译输出中留下其存在的进一步引用。

Answer 3

CorHdr.h中的CorGenericParamAttr Enumeration列出了CIL级别的所有可能的约束标志，因此F＃编译器纯粹强制执行非托管约束。

typedef enum CorGenericParamAttr {
    gpVarianceMask                     =   0x0003,
    gpNonVariant                       =   0x0000, 
    gpCovariant                        =   0x0001,
    gpContravariant                    =   0x0002,

    gpSpecialConstraintMask            =   0x001C,
    gpNoSpecialConstraint              =   0x0000,
    gpReferenceTypeConstraint          =   0x0004, 
    gpNotNullableValueTypeConstraint   =   0x0008,
    gpDefaultConstructorConstraint     =   0x0010
} CorGenericParamAttr;

F＃＆＃34;非管理＆＃34;的行为类型约束

3 个答案: