Question

由于C＃中的struct由其成员的位组成，因此您不能拥有包含任何T字段的值类型T：

// Struct member 'T.m_field' of type 'T' causes a cycle in the struct layout
struct T { T m_field; }

我的理解是上述类型的实例永远不会被实例化* - 任何尝试这样做都会导致实例化/分配的无限循环（我想这会导致堆栈溢出？^{** < / sup>） - 或者，另一种看待它的方式可能是定义本身没有意义;也许这是一个弄巧成拙的实体，有点像“这句话是假的。”}

奇怪的是，如果你运行这段代码：

BindingFlags privateInstance = BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance;

// Give me all the private instance fields of the int type.
FieldInfo[] int32Fields = typeof(int).GetFields(privateInstance);

foreach (FieldInfo field in int32Fields)
{
    Console.WriteLine("{0} ({1})", field.Name, field.FieldType);
}

...您将获得以下输出：

m_value (System.Int32)

看来我们正在“骗”到这里***。显然我理解像int，double等原始类型必须以某种特殊的方式在C＃的内部深处定义（你不能用它来定义系统中的每个可能的单元）系统......你能吗？ - 不同的主题，无论如何！）;我只是想知道这里发生了什么。

System.Int32类型（例如）如何实际考虑存储32位整数？更一般地说，值类型（作为一种值的定义）如何包含类型为本身的字段？它看起来像是turtles all the way down。

黑魔法？

_{*单独注意：这是值类型（“实例化”）的正确单词吗？我觉得它带有“像参考”的内涵;但也许那就是我。此外，我觉得我可能之前已经问过这个问题 - 如果是这样，我会忘记人们回答的问题。}

_{** Martin v. Löwis和Eric Lippert都指出，这既不完全准确也不恰当。有关详细信息，请参阅他们的答案。}

_{***好吧，我发现没人在撒谎。我并不是故意暗示我认为这是 false ;我的怀疑是它在某种程度上过于简单化了。在了解之后（我想）thecoop's answer，对我来说更有意义。}

Answer 1

据我所知，在一个存储在程序集中的字段签名中，有一些硬编码字节模式表示'核心'基本类型 - 有符号/无符号整数，浮点数（以及字符串，它们是参考类型和特殊情况）。 CLR本身就知道如何处理这些问题。有关签名的位模式，请查看CLR规范的第23部分第23.2.12节。

在BCL中的每个原始结构（[mscorlib]System.Int32，[mscorlib]System.Single等）内是该原生类型的单个字段，并且因为结构与其组成字段的大小完全相同，每个基本结构是与内存中的本机类型相同的位模式，因此可以通过CLR，C＃编译器或使用这些类型的库来解释。

从C＃，int，double等是mscorlib结构的同义词，每个结构都具有CLR本身识别的类型的原始字段。

（这里有一个额外的复杂性，因为CLR规范指定任何具有“简短形式”的类型（本机CLR类型）总是必须编码为该简短形式（int32），而不是比valuetype [mscorlib]System.Int32。所以C＃编译器也知道原始类型，但我不确定C＃编译器和CLR中的确切语义和特殊外壳，比如对原语的方法调用结构）

因此，由于Godel的不完备性定理，系统必须有一些“外部”来定义它。这是魔术，它允许CLR将4个字节解释为本地int32或[mscorlib]System.Int32的实例，它是来自C＃的别名。

Answer 2

我的理解是，上述类型的实例永远不会被实例化，任何尝试这样做都会导致实例化/分配的无限循环（我想这会导致堆栈溢出？） - 或者，另外一种方式看它可能是定义本身没有意义;

这不是表征情况的最佳方式。查看它的一个更好的方法是每个结构的大小必须明确定义。确定T大小的尝试进入无限循环，因此T的大小没有明确定义。因此，它不是一个合法的结构，因为每个结构必须具有明确定义的大小。

看来我们在这里被骗了

没有谎言。 int是包含int类型字段的结构。 int具有已知大小;根据定义四个字节。因此它是一个合法的结构，因为它的所有字段的大小都是已知的。

System.Int32类型（例如）如何实际存储32位整数值

类型不会执行任何事情。类型只是一个抽象概念。执行存储的是 CLR ，它通过在堆上，堆栈上或寄存器中分配四个字节的空间来实现。如果不是在四个字节的内存中，你怎么想存储一个四字节的整数？

用typeof（int）引用的System.Type对象如何呈现自身，好像这个值本身就是一个类型为System.Int32的日常实例字段？

这只是一个对象，用任何其他对象编写代码。没什么特别的。您可以在其上调用方法，它返回更多对象，就像世界上的其他所有对象一样。为什么你认为它有什么特别的东西？

Answer 3

除了thecoop的回答之外，还有三个评论：

你断言递归结构本身不起作用并不完全正确。它更像是一句“这句话是真的”：如果是这样的话就是如此。有一个类型T是合理的，其中唯一的成员是T类型：例如，这样的实例可能消耗0个字节（因为它的唯一成员消耗0个字节）。如果你有第二个成员，那么递归值类型只会停止工作（这就是不允许它们的原因）。
看看Mono's definition of Int32。如您所见：实际上是包含自身的类型（因为int只是C＃中Int32的别名）。涉及肯定有“黑魔法”（即特殊外壳），正如评论所解释的那样：运行时将按名称查找字段，并且只是期望它在那里 - 我还假设C＃编译器将特殊情况下存在int here。
在PE程序集中，类型信息通过“类型签名blob”表示。这些是类型声明的序列，例如用于方法签名，但也用于字段。这种签名中可用的基元类型列表在CLR规范的第22.1.15节中定义;允许值的副本位于CorElementType enumeration。显然，反射API将这些原始类型映射到它们对应的System.XYZ值类型。

如何非递归地定义“原始”类型？

3 个答案: