Ниже перечислены дополнительные ограничения структур
ref
:
• их нельзя присваивать переменной типа
object
или
dynamic
, и они не могут быть интерфейсного типа;
• они не могут реализовывать интерфейсы;
• они не могут использоваться в качестве свойства структуры, не являющейся
ref
;
• они не могут применяться в асинхронных методах, итераторах, лямбда-выражениях или локальных функциях.
Показанный далее код, в котором создается простая структура и затем предпринимается попытка создать в этой структуре свойство, типизированное как структура
ref
, не скомпилируется;
struct NormalPoint
{
//
Этот код не скомпилируется.
public PointWithRef PropPointer { get; set; }
}
Модификаторы
readonly
и
ref
можно сочетать для получения преимуществ и ограничений их обоих.
Использование освобождаемых структур ref (нововведение в версии 8.0)
Как было указано в предыдущем разделе, структуры
ref
(и структуры
ref
, допускающие только чтение) не могут реализовывать интерфейсы, а потому реализовать
IDisposable
нельзя. В версии C# 8.0 появилась возможность делать структуры
ref
и структуры
ref
, допускающие только чтение, освобождаемыми, добавляя открытый метод
void Dispose
.
Добавьте в главный файл следующее определение структуры:
Теперь поместите в конце операторов верхнего уровня приведенный ниже код, предназначенный для создания и освобождения новой структуры:
var s = new DisposableRefStruct(50, 60);
s.Display;
s.Dispose;
На заметку! Темы времени жизни и освобождения объектов раскрываются в главе 9.
Чтобы углубить понимание выделения памяти в стеке и куче, необходимо ознакомиться с отличиями между типами значений и ссылочными типами .NET Core.
Типы значений и ссылочные типы
На заметку! В последующем обсуждении типов значений и ссылочных типов предполагается наличие у вас базовых знаний объектно-ориентированного программирования. Если это не так, тогда имеет смысл перейти к чтению раздела "Понятие типов С#, допускающих
null
" далее в главе и возвратиться к настоящему разделу после изучения глав 5 и 6.
В отличие от массивов,
строк и перечислений структуры C# не имеют идентично именованного представления в библиотеке .NET Core (т.е. класс вроде
System.Structure
отсутствует), но они являются неявно производными от абстрактного класса
System.ValueType
. Роль класса
System.ValueType
заключается в обеспечении размещения экземпляра производного типа (например, любой структуры) в стеке, а не в куче с автоматической сборкой мусора. Выражаясь просто, данные, размещаемые в стеке, могут создаваться и уничтожаться быстро, т.к. время их жизни определяется областью видимости, в которой они объявлены. С другой стороны, данные, размещаемые в куче, отслеживаются сборщиком мусора .NET Core и имеют время жизни, которое определяется многими факторами, объясняемыми в главе 9.
С точки зрения функциональности единственное назначение класса
System.ValueType
— переопределение виртуальных методов, объявленных в классе
System.Object
, с целью использования семантики на основе значений, а не ссылок. Вероятно, вы уже знаете, что переопределение представляет собой процесс изменения реализации виртуального (или возможно абстрактного) метода, определенного внутри базового класса. Базовым классом для
ValueType
является
System.Object
. В действительности методы экземпляра, определенные в
System.ValueType
, идентичны методам экземпляра, которые определены в
System.Object
:
// Структуры и перечисления неявно расширяют класс System.ValueType.
public abstract class ValueType : object
{
public virtual bool Equals(object obj);
public virtual int GetHashCode;
public Type GetType;
public virtual string ToString;
}
Учитывая, что типы значений применяют семантику на основе значений, время жизни структуры (что относится ко всем числовым типам данных (
int
,
float
), а также к любому перечислению или структуре) предсказуемо. Когда переменная типа структуры покидает область определения, она немедленно удаляется из памяти:
// Локальные структуры извлекаются из стека,
// когда метод возвращает управление.
static void LocalValueTypes
{
// Вспомните, что int - на самом деле структура System.Int32.
int i = 0;
// Вспомните, что Point - в действительности тип структуры.
Point p = new Point;
} // Здесь i и р покидают стек!
Использование типов значений ссылочных типов и операции присваивания
Когда переменная одного типа значения присваивается переменной другого типа значения, выполняется почленное копирование полей данных. В случае простого типа данных, такого как
System.Int32
, единственным копируемым членом будет числовое значение. Однако для типа
Point
в новую переменную структуры будут копироваться значения полей
X
и
Y
. В целях демонстрации создайте новый проект консольного приложения по имени
FunWithValueAndReferenceTypes
и скопируйте предыдущее определение
Point
в новое пространство имен, после чего добавьте к операторам верхнего уровня следующую локальную функцию: