Question

int[] a = new int[5];
string[] b = new string[1];

a和b的类型都继承自抽象System.Array，但内置库中没有真正的类（似乎有一些运行时类型，你找不到int[]的类型定义类。你能告诉我编译时会发生什么吗？为什么他们（c＃团队）制作这个设计（我的意思是为什么它不像Array<T>，而是他们使用带编译器魔法的抽象类）？

Answer 1

试图在.NET类型系统中解释这一点并不会让你走得太远。 JIT编译器和CLR内置了核心支持来处理创建数组。这样的陈述：

        var arr = new int[5];

生成此IL：

  IL_0001:  ldc.i4.5
  IL_0002:  newarr     [mscorlib]System.Int32

然后JIT编译器将其转换为此机器代码：

00000035  mov         edx,5                 ; arg2 = array size
0000003a  mov         ecx,6F535F06h         ; arg1 = typeof(int)
0000003f  call        FFD52128              ; call JIT_NewArr1(type, size)

这里的核心成分是专用的IL操作码 newarr ，而不是通常的 newobj 操作码，它创建了一个类的实例。并简单地转换为实际获取创建对象的CLR帮助函数。您可以使用SSCLI20源代码clr\src\vm\jithelpers.cpp查看此辅助函数。这里发布的内容太大了，但它经过了大量优化，可以尽可能快地运行这种代码，可以直接访问CLR代码可用的类型内部。

有两个这样的助手可用，JIT_NewArr1（）创建一维（向量）数组，JIT_NewMDArr（）创建多维数组。比较Type.MakeArrayType（）可用的两个重载。

Answer 2

他们为什么（c＃团队）制作这个设计（我的意思是为什么它不是像Array这样的东西......

泛型是定义容器的理想选择，因为它们约束了元素类型，因此您无法插入类型A并尝试检索类型B.

但是直到CLR2 / C＃2才添加泛型。因此，阵列必须以自己的方式提供类型安全。

即便如此，它与泛型并没有什么不同。您注意到int[]没有特殊课程。但也不会有Array<int>。在泛型中，只有泛型类Array<T>，而CLR“神奇地”为您使用的不同类型参数创建专用版本。因此，如果使用仿制药，那将毫不逊色。

尽管如此，在CLR中，任何对象的类型都会被定义（它存在为您可以操作的值），类型为Type，并且可以使用typeof获得。所以虽然没有任何数组类型的代码声明（为什么你需要看到它？），你可以查询一个Type对象。

顺便说一句，数组约束元素类型的方式存在设计缺陷。您可以声明一个数组：

int[] ints = ...

然后，您可以将其存储在更宽松的变量中：

object[] objs = ints;

但这意味着你可以插入一个字符串（至少它在编译时出现）：

objs[3] = "Oh dear";

在运行时它会抛出异常。静态类型检查的想法是在编译时捕获这种东西，而不是运行时。泛型不会遇到此问题，因为它们不会根据类型参数的兼容性为泛型类实例赋予赋值兼容性。（自从C＃4 / CLR4以来，他们已经获得了在有意义的地方做到这一点的能力，但这对于可变数组来说是没有意义的。）

Answer 3

查看Array课程。

使用[]语法声明数组时，编译器会在幕后使用此类。

对于C＃，[]成为继承自System.Array。

的类型

来自C＃4.0规范：

§12.1.1System.Array类型

System.Array类型是所有数组类型的抽象基类型。从任何数组类型到System.Array都存在隐式引用转换（第6.1.6节），并且从System.Array到任何数组类型都存在显式引用转换（第6.2.4节）。请注意，System.Array本身不是数组类型。相反，它是一个类类型，从中派生所有数组类型。

Answer 4

有这样的课。您不能继承它，但是当您编写“int []”时，编译器会创建一个继承System.Array的类型。因此，如果您声明一个变量：

int[] x;

此变量将具有继承System.Array的类型，因此具有其所有方法和属性。

这也与代表类似。定义委托时：

delegate void Foo(int x);
delegate int Bar(double x);

然后类型Foo实际上是一个继承System.MulticastDelegate的类，而Bar是一个继承System.Delegate的类。

Answer 5

如果您想了解低级细节，我建议您获取ECMA 335规范并查找阵列：http://www.ecma-international.org/publications/standards/Ecma-335.htm

Answer 6

我开始挖掘ECMA 335 spec，所以我想我会分享我所读的内容。

确切的数组类型是VES在需要时自动创建的。因此，   数组类型的操作由CTS定义。这些通常是：分配数组   基于大小和下限信息，索引数组以读取和写入值，   计算数组元素的地址（托管指针），并查询排名，   bounds，以及存储在数组中的值的总数。

VES为每个创建一个数组类型   可区分的阵列类型。

向量是System.Array的子类型，是由CLI预定义的抽象类。它提供了几个   可以应用于所有向量的方法。见分区IV。

虽然向量（§II.14.1）通过CIL指令直接支持，但所有其他数组都受支持   VES通过创建抽象类System.Array的子类型（参见Partition IV）

虽然向量（§II.14.1）通过CIL指令直接支持，但所有其他数组都受支持   VES通过创建抽象类System.Array的子类型（参见Partition IV）

VES为数组创建的类包含几个提供实现的方法   由VES：

它继续陈述，提供的方法非常详细：

两个构造函数
获取
集
地址（返回托管指针）

VES表示虚拟执行系统和the CLR is an implementation of it。

规范还详细说明了如何存储数组的数据（以行 - 主顺序连续），数组中允许的索引（仅基于0），创建向量时（单维，基于0的数组））而不是使用不同的数组类型，当使用CIL指令newarr而不是newobj时（创建一个基于0的单维数组）。

基本上编译器必须做的一切都是为了构建方法查找表等。对于常规类型，它必须为数组做，但它们只是在编译器/ JIT中编写了一个更通用和稍微特殊的行为。

他们为什么这样做？可能是因为数组是特殊的，广泛使用的，并且可以以优化的方式存储。 C＃团队并不一定做出这个决定。它更像是.NET的东西，它是Mono和Portable.NET的堂兄，所有这些都是CIL的东西。

Answer 7

阵列对CLR来说很特殊。它们被分配了'newarr'指令，并且使用'ldelem *'和'stelem *'指令访问元素，而不是通过System.Array方法;

请参阅http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.reflection.emit.opcodes.newarr.aspx

您可以查看ildasm输出以查看数组的表示方式。

所以，回答你的问题 - 没有为任何特定数组生成新的类型声明。

Answer 8

[]是用于在c＃中定义数组的语法（合成糖）。也许CreateInstance将在运行时替换

 Array a = Array.CreateInstance(typeof(int), 5);

与

相同

int[] a = new int[5];

CreateInstance的来源（取自反射器）

public static unsafe Array CreateInstance(Type elementType, int length)
{
    if (elementType == null)
    {
        throw new ArgumentNullException("elementType");
    }
    RuntimeType underlyingSystemType = elementType.UnderlyingSystemType as RuntimeType;
    if (underlyingSystemType == null)
    {
        throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Arg_MustBeType"), "elementType");
    }
    if (length < 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("length", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum"));
    }
    return InternalCreate((void*) underlyingSystemType.TypeHandle.Value, 1, &length, null);
}

C＃中数组的神奇之处是什么？

8 个答案: