ValueTypes는 어떻게 Object (ReferenceType)에서 파생되고 여전히 ValueTypes입니까?


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C #에서는 구조체가 클래스에서 파생되는 것을 허용하지 않지만 모든 ValueType은 Object에서 파생됩니다. 이 구별은 어디에 있습니까?

CLR은이를 어떻게 처리합니까?


System.ValueTypeCLR 유형 시스템에서 유형 의 흑 마법의 결과 .
RBT

답변:


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C #은 구조체가 클래스에서 파생되는 것을 허용하지 않습니다.

귀하의 진술이 잘못되어 혼란 스럽습니다. C # 에서는 구조체가 클래스에서 파생되는 것을 허용합니다. 모든 구조체는 System.Object에서 파생되는 동일한 클래스 인 System.ValueType에서 파생됩니다. 그리고 모든 열거 형은 System.Enum에서 파생됩니다.

업데이트 : 설명이 필요한 일부 (현재 삭제 된) 댓글에 약간의 혼란이있었습니다. 몇 가지 추가 질문을하겠습니다.

구조체는 기본 유형에서 파생됩니까?

분명히 그렇습니다. 사양의 첫 페이지를 읽으면이를 확인할 수 있습니다.

int 및 double과 같은 기본 형식을 포함한 모든 C # 형식은 단일 루트 개체 형식에서 상속됩니다.

이제 사양이 여기에있는 경우를 과장합니다. 포인터 유형은 객체에서 파생되지 않으며 인터페이스 유형 및 유형 매개 변수 유형에 대한 파생 관계는이 스케치가 나타내는 것보다 더 복잡합니다. 그러나 분명히 모든 구조체 유형이 기본 유형에서 파생되는 경우입니다.

구조체 유형이 기본 유형에서 파생된다는 것을 아는 다른 방법이 있습니까?

확실한. 구조체 유형은 ToString. 기본 유형의 가상 메서드가 아니라면 무엇을 재정의합니까? 따라서 기본 유형이 있어야합니다. 그 기본 유형은 클래스입니다.

내가 선택한 클래스에서 사용자 정의 구조체를 파생시킬 수 있습니까?

분명히 아닙니다. 이것은 구조체가 클래스에서 파생되지 않는다는 것을 의미하지 않습니다 . 구조체는 클래스에서 파생되므로 해당 클래스의 상속 가능한 멤버를 상속합니다. 실제로 특정 클래스에서 파생 하려면 구조체가 필요합니다. 에서 파생 하려면 열거 형이 필요하고에서 파생 Enum하려면 구조체가 필요합니다 ValueType. 이것들은 필수 이기 때문에 C # 언어 는 코드에서 파생 관계를 명시하는 것을 금지 합니다.

왜 그것을 금지합니까?

관계가 필수 인 경우 언어 디자이너는 (1) 사용자에게 필요한 주문을 입력하도록 요구하거나, (2) 선택 사항으로 설정하거나, (3) 금지하는 옵션이 있습니다. 각각 장단점이 있으며 C # 언어 디자이너는 각각의 특정 세부 사항에 따라 다르게 선택했습니다.

예를 들어 const 필드는 정적이어야하지만 그렇게하는 것은 첫 번째이고 무의미한 말이고 두 번째는 비 정적 const 필드가 있음을 의미하기 때문에 그렇다고 말하는 것은 금지되어 있습니다. 그러나 오버로드 된 연산자는 개발자가 선택의 여지가 없더라도 정적으로 표시되어야합니다. 개발자가 연산자 오버로드가 인스턴스 메서드라고 믿기에는 너무 쉽습니다. 이것은 사용자가 "정적"이 "가상"도 가능하다는 것을 의미한다고 믿게 될 수 있다는 우려를 무시합니다.

이 경우 사용자가 자신의 구조체가 ValueType에서 파생되었다고 말하도록 요구하는 것은 단순한 과도한 말처럼 보이며 구조체 다른 형식에서 파생 될 수 있음을 의미합니다 . 이 두 가지 문제를 모두 제거하기 위해 C #은 코드에서 구조체가 기본 형식에서 파생된다는 사실을 명시 하는 것을 불법 으로 만듭니다 .

마찬가지로 모든 대리자 형식은에서 파생 MulticastDelegate되지만 C #에서는 그렇게 말할 필요가 없습니다 .

이제 우리는 C #의 모든 구조체가 클래스에서 파생 된다는 것을 확인했습니다 .

상속클래스 파생 사이의 관계는 무엇입니까 ?

많은 사람들이 C #의 상속 관계로 인해 혼란스러워합니다. 상속 관계는 매우 간단합니다. 구조체, 클래스 또는 대리자 유형 D가 클래스 유형 B에서 파생되면 B의 상속 가능한 멤버도 D의 멤버입니다. 간단합니다.

구조체가 ValueType에서 파생된다는 것은 상속과 관련하여 무엇을 의미합니까? 단순히 ValueType의 모든 상속 가능한 멤버는 구조체의 멤버이기도합니다. 이것이 구조체가를 구현하는 방법입니다 ToString. 구조체의 기본 클래스에서 상속됩니다.

유전 가능한 모든 구성원? 분명히 아니다. 개인 구성원은 상속 할 수 있습니까?

예. 기본 클래스의 모든 전용 멤버도 파생 형식의 멤버입니다. 전화 사이트가 회원 의 접근성 도메인 에 있지 않은 경우 해당 회원을 이름으로 부르는 것은 불법 입니다. 회원이 있다고해서 사용할 수있는 것은 아닙니다!

이제 원래 답변을 계속합니다.


CLR은이를 어떻게 처리합니까?

아주 좋아요. :-)

값 유형을 값 유형으로 만드는 것은 인스턴스가 value복사된다는 것입니다 . 참조 유형을 참조 유형으로 만드는 것은 해당 인스턴스가 참조복사된다는 것 입니다. 당신은 몇 가지 믿음을 갖고있는 것 같다 상속 값 형식과 참조 형식 사이의 관계가 어떻게 든 특별하고 특이한,하지만 난 그 믿음이 무엇인지 이해하지 않습니다. 상속은 사물이 복사되는 방식과 관련이 없습니다.

이쪽으로보세요. 내가 다음과 같은 사실을 말했다고 가정 해 보겠습니다.

  • 두 종류의 상자, 빨간색 상자와 파란색 상자가 있습니다.

  • 모든 빨간색 상자는 비어 있습니다.

  • O, V 및 E라는 세 개의 특수 파란색 상자가 있습니다.

  • O는 상자 안에 없습니다.

  • V는 O 안에 있습니다.

  • E는 V 안에 있습니다.

  • V 안에 다른 파란색 상자가 없습니다.

  • E 안에 파란색 상자가 없습니다.

  • 모든 빨간색 상자는 V 또는 E에 있습니다.

  • O를 제외한 모든 파란색 상자는 파란색 상자 안에 있습니다.

파란색 상자는 참조 유형, 빨간색 상자는 값 유형, O는 System.Object, V는 System.ValueType, E는 System.Enum, "내부"관계는 "에서 파생 됨"입니다.

카드 보드가 많고 인내심이 많으면 쉽게 구현할 수있는 완벽하게 일관되고 간단한 규칙 집합입니다. 상자가 빨간색이든 파란색이든 상자 안에있는 것과는 상관이 없습니다. 현실 세계에서는 파란색 상자 안에 빨간색 상자를 넣는 것이 완벽하게 가능합니다. CLR에서 System.ValueType 또는 System.Enum이면 참조 형식에서 상속되는 값 형식을 만드는 것이 완벽하게 합법적입니다.

따라서 귀하의 질문을 다시 말하겠습니다.

ValueTypes는 어떻게 Object (ReferenceType)에서 파생되고 여전히 ValueTypes입니까?

같이

모든 빨간색 상자 (값 유형)가 파란색 상자 (참조 유형)이고 여전히 빨간색 상자 (값 유형) 인 상자 O (System.Object) 내부 (에서 파생 됨)가 가능할 수 있습니까?

그렇게 표현하면 뻔하길 바래요. 파란색 상자 O 안에있는 상자 V 안에 빨간색 상자를 넣는 것을 막을 수는 없습니다. 왜 있을까요?


추가 업데이트 :

Joan의 원래 질문은 이것이 가능하다는 것이 었습니다.값 유형은 참조 유형에서 파생됩니다. 내 원래 대답은 CLR이 완전히 다른 표현을 가진 두 가지 사이에 파생 관계가 있다는 사실을 설명하기 위해 CLR이 사용하는 메커니즘, 즉 참조 된 데이터에 개체 헤더가 있는지 여부를 설명하지 못했습니다. 동기화 블록, 가비지 수집을 위해 자체 스토리지를 소유하는지 여부 등. 이러한 메커니즘은 복잡하고 하나의 답변으로 설명하기에는 너무 복잡합니다. CLR 유형 시스템의 규칙은 예를 들어 유형의 boxed 버전과 unboxed 버전 사이에 강력한 구분이없는 C #에서 볼 수있는 다소 단순화 된 특징보다 훨씬 더 복잡합니다. 제네릭의 도입으로 인해 CLR에 많은 복잡성이 추가되었습니다.


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언어 구조는 의미가 있어야합니다. 임의의 참조 유형에서 파생 된 임의의 값 유형이 있다는 것은 무엇을 의미 합니까? 사용자 정의 암시 적 변환으로는 수행 할 수없는 이러한 체계로 수행 할 수있는 것이 있습니까?
Eric Lippert

2
아닐 것 같아요. 그룹으로 볼 수있는 많은 값 유형에 일부 멤버를 사용할 수 있다고 생각했습니다. 추상 클래스를 사용하여 구조체를 파생시킬 수 있습니다. 암시 적 변환을 사용할 수 있지만 성능 저하를 지불해야한다고 생각합니다. 수백만 개의 작업을 수행하는 경우.
Joan Venge

8
아, 알겠습니다. 상속은 "일종의"관계를 모델링하기위한 메커니즘이 아니라 단순히 관련 유형간에 코드를 공유하는 메커니즘으로 사용하려고합니다. 그것은 합리적인 시나리오처럼 보이지만 개인적으로 코드 공유 편의를 위해 상속을 사용하지 않으려 고 노력합니다.
Eric Lippert

3
Joan은 동작을 정의하기 위해 인터페이스를 만들고 공유하려는 구조체가 인터페이스를 구현하도록 한 다음 인터페이스에서 작동하는 확장 메서드를 만들 수 있습니다. 이 접근 방식의 한 가지 잠재적 인 문제는 인터페이스 메서드를 호출 할 때 구조체가 먼저 boxing되고 복사 된 boxed 값이 확장 메서드에 전달된다는 것입니다. 상태 변경은 API 사용자에게 직관적이지 않을 수있는 객체의 복사본에서 발생합니다.
David Silva Smith

2
@Sipo : 공평하게 말하면 "CLR은 이것을 어떻게 처리합니까?" 대답은 CLR이 이러한 규칙을 구현하는 방법을 설명하는 데 효과적입니다. 그러나 여기에 문제가 있습니다. 우리는 언어를 구현하는 시스템이 언어와 동일한 규칙을 가지고 있지 않다는 것을 예상 해야합니다! 구현 시스템은 반드시 하위 수준이지만 해당 하위 수준 시스템의 규칙을 그 위에 구축 된 상위 수준 시스템의 규칙과 혼동하지 말아야합니다. 물론 CLR 유형 시스템은 내 대답에서 언급했듯이 boxed 및 unboxed 값 유형을 구분합니다. 그러나 C #은 .
Eric Lippert

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작은 수정, C #은 구조체가 클래스뿐만 아니라 모든 것에서 파생되는 것을 허용하지 않습니다. 구조체가 할 수있는 모든 것은 파생과는 매우 다른 인터페이스를 구현하는 것입니다.

이에 대한 가장 좋은 대답은 그것이 ValueType특별 하다고 생각합니다 . 기본적으로 CLR 유형 시스템의 모든 값 유형에 대한 기본 클래스입니다. 이것은 단순히 CLR의 규칙이기 때문에 "CLR이 이것을 어떻게 처리합니까"라고 대답하는 방법을 알기 어렵습니다.


(System.ValueType에서 암시 적으로 파생되는 것을 제외하고) 어떤 것에서도 파생되지 않는 구조체에 대한 좋은 점은 +1입니다.
Reed Copsey

2
당신은 그것이 ValueType특별 하다고 말하지만 그 ValueType자체가 실제로 참조 유형 이라는 것을 명시 적으로 언급 할 가치가 있습니다.
LukeH 2009

내부적으로 구조체가 클래스에서 파생 될 수 있다면 모든 사람에게이를 노출하지 않는 이유는 무엇입니까?
Joan Venge

1
@Joan : 그들은 정말로 그렇지 않습니다. 이것은 구조체를 객체로 캐스팅 할 수 있고 거기에서 유틸리티를 사용할 수 있도록하기위한 것입니다. 그러나 기술적으로 클래스 구현 방법과 비교할 때 값 형식은 CLR에서 완전히 다르게 처리됩니다.
Reed Copsey

2
@JoanVenge 여기서 혼란은 구조체가 CLR 내의 ValueType 클래스에서 파생된다는 것입니다. 나는 CLR 내에서 구조체가 실제로 존재하지 않고 CLR 내에서 "struct"의 구현이 실제로 ValueType 클래스라고 말하는 것이 더 정확하다고 생각합니다. 따라서 구조체가 CLR의 ValueType에서 상속하는 것과는 다릅니다.
wired_in

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이것은 모든 형식을 System.Object로 처리 할 수 ​​있도록 CLR에서 유지 관리하는 다소 인위적인 구문입니다.

값 유형은 System.ValueType을 통해 System.Object에서 파생되며 특수 처리가 발생합니다 (예 : CLR은 ValueType에서 파생 된 모든 유형에 대해 boxing / unboxing 등을 처리 함).


6

귀하의 진술이 잘못되어 혼란 스럽습니다. C #에서는 구조체가 클래스에서 파생되는 것을 허용합니다. 모든 구조체는 동일한 클래스 System.ValueType에서 파생됩니다.

그래서 이것을 시도해 봅시다 :

 struct MyStruct :  System.ValueType
 {
 }

이것은 심지어 컴파일되지 않을 것입니다. 컴파일러는 "인터페이스 목록의 'System.ValueType'유형이 인터페이스가 아닙니다."라고 알려줍니다.

구조체 인 Int32를 디 컴파일하면 다음을 찾을 수 있습니다.

public struct Int32 : IComparable, IFormattable, IConvertible {}, System.ValueType에서 파생 된 것은 말할 것도 없습니다. 그러나 개체 브라우저에서 Int32가 System.ValueType에서 상속한다는 것을 알 수 있습니다.

그래서이 모든 것이 나를 믿게합니다.

대답하는 가장 좋은 방법은 ValueType이 특별하다는 것입니다. 기본적으로 CLR 유형 시스템의 모든 값 유형에 대한 기본 클래스입니다. 이것은 단순히 CLR의 규칙이기 때문에 "CLR이 이것을 어떻게 처리합니까"라고 대답하는 방법을 알기 어렵습니다.


동일한 데이터 구조가 .NET에서 값 형식 및 참조 형식의 내용을 설명하는 데 사용되지만 CLR이에서 파생 된 것으로 정의 된 형식 정의를 확인 ValueType하면이를 사용하여 두 종류의 개체를 정의합니다. 참조 유형 및 유형 상속 시스템 외부에있는 저장 위치 유형처럼 작동합니다. 이 두 가지 종류는 상호 배타적 인 컨텍스트에서 사용되기 때문에 동일한 유형 설명자를 둘 다에 사용할 수 있습니다. CLR 수준에서 구조체는 부모가 System.ValueType인 클래스로 정의 되지만 C # ...
supercat

... ( System.ValueType) 에서 상속 할 수있는 것은 하나뿐이기 때문에 구조체가 모든 것에서 상속하도록 지정하는 것을 금지하고 , System.ValueType그렇게 선언 된 모든 클래스가 값 유형처럼 동작하기 때문에 클래스가 상속하도록 지정하는 것을 금지 합니다.
supercat

3

박스형 값 유형은 사실상 참조 유형입니다 (하나처럼 걷고 하나처럼 꽥꽥 거리기 때문에 사실상 하나입니다). ValueType은 실제로 값 유형의 기본 유형이 아니라 Object 유형으로 캐스트 할 때 값 유형을 변환 할 수있는 기본 참조 유형이라고 제안합니다. 박스형이 아닌 값 유형 자체는 개체 계층 외부에 있습니다.


1
나는 "치형 정말의 기본 형식이 아닙니다, 당신이 무슨 뜻 생각 유형"
wired_in

1
@wired_in : 감사합니다. 수정되었습니다.
supercat

2

이론적 해석

모든 답변 중에서 @supercat의 답변은 실제 답변에 가장 가깝습니다. 다른 답변은 실제로 질문에 대한 답변이 아니고, 잘못된 주장을하기 때문에 (예를 들어 값 유형이 어떤 것에서 상속된다는) 질문에 답하기로 결정했습니다.

 

프롤로그

이 답변은 내 리버스 엔지니어링과 CLI 사양을 기반으로합니다.

structclassC #을 키워드입니다. CLI에 관한 한 모든 유형 (클래스, 인터페이스, 구조체 등)은 클래스 정의에 의해 정의됩니다.

예를 들어 개체 유형 (C #에서으로 알려짐 class)은 다음과 같이 정의됩니다.

.class MyClass
{
}

 

인터페이스는 interface시맨틱 속성을 가진 클래스 정의에 의해 정의됩니다 .

.class interface MyInterface
{
}

 

값 유형은 어떻습니까?

구조체가 System.ValueType여전히 값 유형 에서 상속 될 수있는 이유 는 .. 그렇지 않기 때문입니다.

값 유형은 단순한 데이터 구조입니다. 값 유형은 할 수 없습니다 에서 상속 무엇이든 그들이 할 수없는 인터페이스를 구현합니다. 값 유형은 어떤 유형의 하위 유형도 아니며 유형 정보가 없습니다. 값 유형의 메모리 주소가 주어지면 숨겨진 필드에 유형 정보가있는 참조 유형과 달리 값 유형이 나타내는 것을 식별 할 수 없습니다.

다음 C # 구조체를 상상한다면 :

namespace MyNamespace
{
    struct MyValueType : ICloneable
    {
        public int A;
        public int B;
        public int C;

        public object Clone()
        {
            // body omitted
        }
    }
}

다음은 해당 구조체의 IL 클래스 정의입니다.

.class MyNamespace.MyValueType extends [mscorlib]System.ValueType implements [mscorlib]System.ICloneable
{
    .field public int32 A;
    .field public int32 B;
    .field public int32 C;

    .method public final hidebysig newslot virtual instance object Clone() cil managed
    {
        // body omitted
    }
}

그래서 여기서 무슨 일이 일어나고 있습니까? 명확 연장 System.ValueType대상 / 기준 입력이며, 이는 용구 System.ICloneable.

설명은 클래스 정의가 확장 System.ValueType될 때 실제로 두 가지를 정의한다는 것입니다 : 값 유형과 값 유형의 해당 boxed 유형입니다. 클래스 정의의 멤버는 값 형식과 해당 boxed 형식 모두에 대한 표현을 정의합니다. 확장하고 구현하는 것은 값 유형이 아니라 해당하는 박스형 유형입니다. extendsimplements키워드 만 박스 유형에 적용.

명확히하기 위해 위의 클래스 정의는 두 가지 작업을 수행합니다.

  1. 3 개의 필드 (및 하나의 방법)로 값 유형을 정의합니다. 어떤 것도 상속하지 않으며 어떤 인터페이스도 구현하지 않습니다 (값 유형은 둘 다 수행 할 수 없음).
  2. 3 개 필드 (그리고 하나의 인터페이스 방법을 구현), 상속와 개체 유형 (박스형 형)을 정의 System.ValueType하고 구현하는 System.ICloneable인터페이스.

또한 확장하는 모든 클래스 정의 System.ValueTypesealed키워드 지정 여부에 관계없이 본질적으로 봉인 됩니다.

값 유형은 단순한 구조 일 뿐이므로 상속하거나 구현하지 않으며 다형성을 지원하지 않으므로 나머지 유형 시스템과 함께 사용할 수 없습니다. 이 문제를 해결하기 위해 CLR은 값 형식 외에도 boxed 형식이라고하는 동일한 필드가있는 해당 참조 형식도 정의합니다. 따라서 값 유형 object은를 받는 메서드로 전달할 수 없지만 해당 boxed 유형 .

 

이제 C #에서 다음과 같은 메서드를 정의하려면

public static void BlaBla(MyNamespace.MyValueType x),

메소드가 값 유형을 취한다는 것을 알고 있습니다 MyNamespace.MyValueType.

위에서 우리는 structC # 의 키워드에서 나온 클래스 정의가 실제로 값 유형과 객체 유형을 모두 정의한다는 것을 배웠습니다 . 하지만 정의 된 값 유형 만 참조 할 수 있습니다. CLI 사양에 제약 조건 키워드 boxed를 사용하여 유형의 박스형 버전을 참조 할 수 있다고 명시되어 있지만 이 키워드는 존재하지 않습니다 (ECMA-335, II.13.1 참조 값 유형 참조). 그러나 잠시 동안 그렇게한다고 상상해보십시오.

IL에서 유형을 참조 할 때 두 가지 제약 조건이 지원되며 그중에는 classvaluetype. 사용하는 경우 valuetype MyNamespace.MyTypeMyNamespace.MyType이라는 값 유형 클래스 정의를 지정합니다. 마찬가지로 class MyNamespace.MyTypeMyNamespace.MyType이라는 객체 유형 클래스 정의를 지정하는 데 사용할 수 있습니다 . 즉, IL에서 동일한 이름을 가진 값 유형 (구조체)과 객체 유형 (클래스)을 가질 수 있으며 여전히 구별 할 수 있습니다. 이제 boxedCLI 사양에서 언급 한 키워드가 실제로 구현 된 경우 boxed MyNamespace.MyTypeMyNamespace.MyType이라는 값 유형 클래스 정의의 박스형 유형을 지정할 수 있습니다 .

따라서 .method static void Print(valuetype MyNamespace.MyType test) cil managed라는 값 유형 클래스 정의에 의해 정의 된 값 유형을 취합니다 MyNamespace.MyType.

while .method static void Print(class MyNamespace.MyType test) cil managed은라는 객체 유형 클래스 정의에 의해 정의 된 객체 유형을 사용합니다 MyNamespace.MyType.

마찬가지로 boxed키워드 인 경우 .method static void Print(boxed MyNamespace.MyType test) cil managed라는 클래스 정의에 정의 된 값 유형의 boxed 유형을 사용합니다 MyNamespace.MyType.

그런 다음 다른 개체 형식 같은 박스 타입의 인스턴스와 소요 어떤 방법으로 그것을 주변에 통과 할 수있을 것 System.ValueType, object또는 boxed MyNamespace.MyValueType인수로, 그것은 것, 모든 의도와 목적을 위해, 다른 참조 타입처럼 작동합니다. 값 유형이 아니지만 값 유형의 해당 상자 유형입니다.

 

요약

요약하면 다음과 같은 질문에 답할 수 있습니다.

값 유형은 없습니다 유형을 참조하고 할 수 없습니다 에서 상속 System.ValueType또는 다른 종류의, 그리고 그들이 할 수없는 인터페이스를 구현합니다. 해당 박스 되는 유형 정의는 어떻게 상속을 System.ValueType하고 있습니다 인터페이스를 구현합니다.

.class정의는 상황에 따라 다른 일을 정의합니다.

  • 는 IF interface의미 속성이 지정되어, 클래스 정의는 인터페이스를 정의합니다.
  • 는 IF interface의미 속성을 지정하지 않고, 정의가 확장되지 않는 System.ValueType클래스 정의는 객체 유형 (클래스)를 정의합니다.
  • 경우] interface의미 속성이 지정되지 않고, 정의 않는 확장 System.ValueType클래스 정의는 정의 값 유형 그 대응 박스 타입 (구조체).

메모리 레이아웃

이 섹션에서는 32 비트 프로세스를 가정합니다.

이미 언급했듯이 값 유형에는 유형 정보가 없으므로 값 유형이 메모리 위치에서 무엇을 나타내는 지 식별 할 수 없습니다. 구조체는 간단한 데이터 유형을 설명하며 정의하는 필드 만 포함합니다.

public struct MyStruct
{
    public int A;
    public short B;
    public int C;
}

MyStruct의 인스턴스가 주소 0x1000에 할당되었다고 상상하면 다음은 메모리 레이아웃입니다.

0x1000: int A;
0x1004: short B;
0x1006: 2 byte padding
0x1008: int C;

구조체는 기본적으로 순차적 레이아웃입니다. 필드는 자체 크기의 경계에 정렬됩니다. 이를 충족시키기 위해 패딩이 추가됩니다.

 

다음과 같이 똑같은 방식으로 클래스를 정의하면 :

public class MyClass
{
    public int A;
    public short B;
    public int C;
}

동일한 주소를 상상하면 메모리 레이아웃은 다음과 같습니다.

0x1000: Pointer to object header
0x1004: int A;
0x1008: int C;
0x100C: short B;
0x100E: 2 byte padding
0x1010: 4 bytes extra

클래스는 기본적으로 자동 레이아웃으로 설정되며 JIT 컴파일러는이를 최적의 순서로 정렬합니다. 필드는 자체 크기의 경계에 정렬됩니다. 이를 충족시키기 위해 패딩이 추가됩니다. 이유는 모르겠지만 모든 클래스에는 항상 끝에 4 바이트가 추가됩니다.

오프셋 0은 유형 정보, 가상 메소드 테이블 등을 포함하는 객체 헤더의 주소를 포함합니다.이를 통해 런타임은 값 유형과 달리 주소의 데이터가 나타내는 내용을 식별 할 수 있습니다.

따라서 값 유형은 상속, 인터페이스 또는 다형성을 지원하지 않습니다.

행동 양식

값 유형에는 가상 메소드 테이블이 없으므로 다형성을 지원하지 않습니다. 그러나 해당 박스형 유형 해당 됩니다.

구조체의 인스턴스가 있고에 ToString()정의 된 것과 같은 가상 메서드를 호출하려고 System.Object하면 런타임에서 구조체를 박스해야합니다.

MyStruct myStruct = new MyStruct();
Console.WriteLine(myStruct.ToString()); // ToString() call causes boxing of MyStruct.

그러나 구조체가 재정의 ToString()하면 호출이 정적으로 바인딩되고 런타임은 MyStruct.ToString()boxing없이 가상 메서드 테이블을 보지 않고 호출합니다 (구조체에는 없음). 이러한 이유로 ToString()통화 를 인라인 할 수도 있습니다 .

구조체가 재정의 ToString()되고 boxing되면 가상 메서드 테이블을 사용하여 호출이 해결됩니다.

System.ValueType myStruct = new MyStruct(); // Creates a new instance of the boxed type of MyStruct.
Console.WriteLine(myStruct.ToString()); // ToString() is now called through the virtual method table.

그러나 ToString()이것은 struct에 정의되어 있으므로 struct 값에서 작동하므로 값 유형을 예상합니다. 다른 클래스와 마찬가지로 boxed 형식에는 개체 헤더가 있습니다. ToString()구조체에 정의 된 메서드가 this포인터 의 boxed 형식을 사용하여 직접 호출 된 경우에서 필드 A에 액세스하려고 할 때 MyStruct오프셋 0에 액세스하며, 이는 boxed 형식에서 개체 헤더 포인터가됩니다. 따라서 boxed 형식에는 ToString(). 이 숨겨진 메서드 unbox는 박스형 유형을 박스 해제 (IL 명령어 와 같이 주소 계산 전용 ) 한 다음 ToString()구조체에 정의 된 을 정적으로 호출합니다 .

마찬가지로 boxed 형식에는 동일한 unboxing을 수행 한 다음 구조체에 정의 된 메서드를 정적으로 호출하는 구현 된 각 인터페이스 메서드에 대한 숨겨진 메서드가 있습니다.

 

CLI 사양

권투

I.8.2.4 모든 값 유형에 대해 CTS는 박스형 유형이라는 해당 참조 유형을 정의합니다. 그 반대는 사실이 아닙니다. 일반적으로 참조 유형에는 해당 값 유형이 없습니다. 박스형 값 (박스형 값)의 표현은 값 유형의 값을 저장할 수있는 위치입니다. 박스형은 객체 유형이고 박스형 값은 객체입니다.

값 유형 정의

I.8.9.7 클래스 정의에 의해 정의 된 모든 유형이 객체 유형은 아닙니다 (§I.8.2.3 참조). 특히 값 유형은 객체 유형이 아니지만 클래스 정의를 사용하여 정의됩니다. 값 형식에 대한 클래스 정의는 (unboxed) 값 형식과 관련 boxed 형식을 모두 정의합니다 (§I.8.2.4 참조). 클래스 정의의 멤버는 둘 다의 표현을 정의합니다.

II.10.1.3 유형 의미 속성은 인터페이스, 클래스 또는 값 유형이 정의되어야하는지 여부를 지정합니다. 인터페이스 속성은 인터페이스를 지정합니다. 이 속성이없고 정의가 System.ValueType을 (직간접 적으로) 확장하고 정의가 System.Enum에 대한 것이 아닌 경우 값 유형이 정의됩니다 (§II.13). 그렇지 않으면 클래스를 정의해야합니다 (§II.11).

값 유형은 상속되지 않습니다.

I.8.9.10 unboxed 형식에서 값 유형은 어떤 유형에서도 상속되지 않습니다. 박스형 값 형식은 열거 형이 아닌 경우 System.ValueType에서 직접 상속해야하며,이 경우 System.Enum에서 상속해야합니다. 박스형 값 유형은 봉인되어야합니다.

II.13 Unboxed 값 유형은 다른 유형의 하위 유형으로 간주되지 않으며 unboxed 값 유형에서 isinst 명령어 (파티션 III 참조)를 사용하는 것은 유효하지 않습니다. 그러나 isinst 명령어는 박스형 값 유형에 사용할 수 있습니다.

I.8.9.10 값 유형은 상속되지 않습니다. 오히려 클래스 정의에 지정된 기본 유형은 boxed 유형의 기본 유형을 정의합니다.

값 유형은 인터페이스를 구현하지 않습니다.

I.8.9.7 값 유형은 인터페이스 계약을 지원하지 않지만 연관된 boxed 유형은 지원합니다.

II.13 값 유형은 0 개 이상의 인터페이스를 구현해야하지만 이는 상자 형식 (§II.13.3)에서만 의미가 있습니다.

I.8.2.4 인터페이스와 상속은 참조 유형에서만 정의됩니다. 따라서 값 형식 정의 (§I.8.9.7)는 값 형식에 의해 구현 될 인터페이스와 상속되는 클래스 (System.ValueType 또는 System.Enum)를 모두 지정할 수 있지만 이는 박스형 값에만 적용됩니다. .

존재하지 않는 박스형 키워드

II.13.1 unboxed 형태의 값 유형은 유형 참조가 뒤 따르는 valuetype 키워드를 사용하여 참조되어야한다. boxed 형식의 값 형식은 boxed 키워드 다음에 형식 참조를 사용하여 참조해야합니다.

참고 : 여기서 사양이 잘못되었으며 boxed키워드 가 없습니다 .

발문

값 형식이 상속되는 것처럼 보이는 혼란의 일부는 C #이 캐스팅 구문을 사용하여 박싱 및 언 박싱을 수행한다는 사실에서 비롯된 것으로 생각합니다. CLR은 잘못된 형식의 상자를 풀려고하면 InvalidCastException을 throw합니다. (object)myStructC #에서는 값 형식의 boxed 형식의 새 인스턴스를 만듭니다. 캐스트를 수행하지 않습니다. 마찬가지로 (MyStruct)objC #에서는 boxed 형식을 unboxes하여 값 부분을 복사합니다. 캐스트를 수행하지 않습니다.


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마지막으로 작동 방식을 명확하게 설명하는 답변입니다! 이것은 받아 들여지는 대답이 될 가치가 있습니다. 잘 했어!
Just Shadow
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