Was genau ist eine „Sonderklasse“?

Nachdem Sie Folgendes nicht kompiliert haben:

public class Gen<T> where T : System.Array
{
}

mit dem Fehler

Eine Einschränkung kann keine spezielle Klasse "System.Array" sein.

Ich begann fragen, was genau ist eine „Sonderklasse“?

Menschen scheinen oft die gleiche Art von Fehler zu bekommen, wenn sie System.Enumin einer generischen Einschränkung angeben . Ich habe die gleichen Ergebnisse mit System.Object, System.Delegate, System.MulticastDelegateund System.ValueTypeauch.

Gibt es noch mehr davon? Ich kann keine Informationen zu "Sonderklassen" in C # finden.

Was ist an diesen Klassen so besonders, dass wir sie nicht als generische Typeinschränkung verwenden können?

Aus dem Roslyn-Quellcode geht hervor, dass es sich um eine Liste fest codierter Typen handelt:

switch (type.SpecialType)
{
    case SpecialType.System_Object:
    case SpecialType.System_ValueType:
    case SpecialType.System_Enum:
    case SpecialType.System_Delegate:
    case SpecialType.System_MulticastDelegate:
    case SpecialType.System_Array:
        // "Constraint cannot be special class '{0}'"
        Error(diagnostics, ErrorCode.ERR_SpecialTypeAsBound, syntax, type);
        return false;
}

Quelle: Binder_Constraints.cs IsValidConstraintType
Ich habe es mithilfe einer GitHub-Suche gefunden: "Eine Einschränkung kann keine spezielle Klasse sein."

Ich fand einen Kommentar von Jon Skeet aus dem Jahr 2008 zu einer ähnlichen Frage: Warum wird die System.EnumEinschränkung nicht unterstützt ?

Ich weiß, dass dies ein wenig vom Thema abweicht , aber er fragte Eric Lippert (das C # -Team) danach und sie gaben diese Antwort:

Zunächst einmal ist Ihre Vermutung richtig; Die Einschränkungen für Einschränkungen sind im Großen und Ganzen Artefakte der Sprache, nicht so sehr die CLR. (Wenn wir diese Funktionen ausführen würden, gäbe es einige kleinere Dinge, die wir in der CLR ändern möchten, was die Angabe von Aufzählungstypen betrifft, aber meistens wäre dies Spracharbeit.)

Zweitens würde ich persönlich gerne delegierte Einschränkungen, Aufzählungsbeschränkungen und die Möglichkeit haben, Einschränkungen anzugeben, die heute illegal sind, weil der Compiler versucht, Sie vor sich selbst zu retten. (Das heißt, versiegelte Typen als Einschränkungen legalisieren und so weiter.)

Aufgrund von Planungsbeschränkungen werden wir diese Funktionen wahrscheinlich nicht in die nächste Version der Sprache integrieren können.

Laut MSDN handelt es sich um eine statische Liste von Klassen:

Compilerfehler CS0702

Einschränkung kann keine spezielle Klasse 'bezeichner' sein Die folgenden Typen dürfen nicht als Einschränkungen verwendet werden:

• System.Object
• System.Array
• System.Delegate
• System.Enum
• System.ValueType.

Gemäß C # 4.0-Sprachspezifikation (codiert: [10.1.5] Typparametereinschränkungen) werden zwei Dinge gesagt:

1] Der Typ darf kein Objekt sein. Da alle Typen vom Objekt abgeleitet sind, hätte eine solche Einschränkung keine Auswirkung, wenn sie zulässig wäre.

2] Wenn T keine primären Einschränkungen oder Typparametereinschränkungen hat, ist seine effektive Basisklasse Objekt.

Wenn Sie eine generische Klasse definieren, können Sie Einschränkungen auf die Arten von Typen anwenden, die Clientcode für Typargumente verwenden kann, wenn er Ihre Klasse instanziiert. Wenn der Clientcode versucht, Ihre Klasse mithilfe eines Typs zu instanziieren, der von einer Einschränkung nicht zugelassen wird, ist das Ergebnis ein Fehler bei der Kompilierung. Diese Einschränkungen werden als Einschränkungen bezeichnet. Einschränkungen werden mithilfe des Schlüsselworts where contextual angegeben. Wenn Sie einen generischen Typ als Referenztyp einschränken möchten, verwenden Sie: class.

public class Gen<T> where T : class
{
}

Dies verhindert, dass der generische Typ ein Werttyp ist, wie z. B. int oder eine Struktur usw.

Außerdem kann die Einschränkung keine spezielle Klassen-ID sein. Die folgenden Typen dürfen nicht als Einschränkungen verwendet werden:

• System.Object
• System.Array
• System.Delegate
• System.Enum
• System.ValueType.

Es gibt bestimmte Klassen im Framework, die spezielle Merkmale effektiv an alle von ihnen abgeleiteten Typen weitergeben, diese Merkmale jedoch selbst nicht besitzen . Die CLR selbst schreibt nicht vor, diese Klassen als Einschränkungen zu verwenden, aber auf sie beschränkte generische Typen würden die nicht vererbten Merkmale nicht wie konkrete Typen erhalten. Die Entwickler von C # entschieden, dass sie solche Einschränkungen verbieten sollten, anstatt ihnen zu erlauben, sich so zu verhalten, wie sie es in der CLR tun, da ein solches Verhalten einige Menschen verwirren könnte und sie keinen Nutzen daraus ziehen konnten.

Wenn man zum Beispiel schreiben darf : void CopyArray<T>(T dest, T source, int start, int count); man könnte Methoden destund sourceMethoden übergeben, die ein Argument vom Typ erwarten System.Array; Ferner würde eine Kompilierung-Validierung , dass bekommen destund sourcewaren die kompatibelen Array - Typen, aber man würde nicht dem Zugriff auf Elemente des Arrays mit der Lage sein []Bediener.

Die Unfähigkeit, Arrayals Einschränkung zu verwenden, ist meistens recht einfach zu umgehen, da dies void CopyArray<T>(T[] dest, T[] source, int start, int count)in fast allen Situationen funktioniert, in denen die erstere Methode funktionieren würde. Es hat jedoch eine Schwäche: Die erstere Methode würde in dem Szenario funktionieren, in dem eines oder beide der Argumente vom Typ waren, System.Arraywährend Fälle zurückgewiesen wurden, in denen die Argumente inkompatible Array-Typen sind. Durch Hinzufügen einer Überladung, bei der beide Argumente vom Typ waren, System.Arraywürde der Code die zusätzlichen Fälle akzeptieren, die er akzeptieren sollte, aber auch fälschlicherweise Fälle akzeptieren, die er nicht akzeptieren sollte.

Ich finde die Entscheidung, die meisten besonderen Einschränkungen zu verbieten, lästig. Die einzige, die keine semantische Bedeutung haben würde, wäre System.Object[denn wenn dies als Einschränkung legal wäre, würde alles sie erfüllen]. System.ValueTypeDies wäre wahrscheinlich nicht sehr nützlich, da Referenzen vom Typ ValueTypenicht wirklich viel mit Werttypen gemeinsam haben, aber in Fällen, in denen es um Reflexion geht, plausibel einen gewissen Wert haben könnten. Beide System.Enumund System.Delegatehätten einige echte Verwendungszwecke, aber da die Macher von C # nicht an sie gedacht haben, sind sie ohne guten Grund verboten.

Folgendes kann in CLR über C # 4th Edition gefunden werden:

Primäre Einschränkungen

Ein Typparameter kann null primäre Einschränkungen oder eine primäre Einschränkung angeben. Eine primäre Einschränkung kann ein Referenztyp sein, der eine Klasse identifiziert, die nicht versiegelt ist. Sie können keinen der folgenden speziellen Referenztypen angeben: System.Object , System.Array , System.Delegate , System.MulticastDelegate , System.ValueType , System.Enum oder System.Void . Wenn Sie eine Einschränkung für den Referenztyp angeben, versprechen Sie dem Compiler, dass ein angegebenes Typargument entweder vom gleichen Typ oder von einem vom Einschränkungstyp abgeleiteten Typ ist.

Ich glaube nicht, dass es eine offizielle Definition von "Sonderklassen" / "Sondertypen" gibt.

Sie können über sie als Typen nachdenken, die nicht mit der Semantik "regulärer" Typen verwendet werden können:

• Sie können sie nicht direkt instanziieren.
• Sie können benutzerdefinierte Typen nicht direkt von ihnen erben.
• Es gibt einige Compiler-Magie, um mit ihnen zu arbeiten (optional);
• Die direkte Verwendung ihrer Instanzen ist zumindest nutzlos (optional; stellen Sie sich vor, Sie haben oben einen generischen Code erstellt. Welchen generischen Code werden Sie schreiben?)

PS Ich würde System.Voidder Liste hinzufügen .