Warum können .NET-Strukturen keine Standardkonstruktoren haben?

Standardkonstruktor in .NET-Strukturen: Der Grund dafür

In der Welt der .NET-Programmierung können Werttypen (dargestellt durch Strukturen) keine Standardkonstruktoren definieren, eine rätselhafte Einschränkung, die Neugier und Debatten geweckt hat. Gemäß der CLI-Spezifikation ergibt sich dieses Verbot aus der Notwendigkeit, unerwartetes Verhalten während der Initialisierung zu verhindern.

Historisch gesehen spielte der Standardkonstruktor eine entscheidende Rolle bei der Initialisierung von Mitgliedern auf Nullwerte und ermöglichte so eine effiziente Array-Zuordnung. Betrachten Sie diesen einfachen Anwendungsfall rationaler Zahlen:

<code>public struct Rational {
    public Rational() { numerator = 0; denominator = 1; }
}</code>

Bei der Betrachtung des Verhaltens der Array-Zuweisung tritt jedoch ein Problem auf:

<code>Rational[] fractions = new Rational[1000];</code>

Sollte der Standardkonstruktor für jedes Element im Array aufgerufen werden, was zu einem möglicherweise ineffizienten Vorgang führt?

Um dieses Problem zu lösen, hat die CLR einen Null-Standardkonstruktor eingeführt, der alle Mitglieder eines Werttyps automatisch auf Null initialisiert. Dieser Ansatz macht eine explizite Standardkonstruktordefinition überflüssig und gewährleistet so eine optimale Leistung bei der Array-Erstellung.

Im Wesentlichen dient das Verbot der Verwendung von Standardkonstruktoren in Strukturen der Aufrechterhaltung eines konsistenten Verhaltens und der Vermeidung unerwarteten Mehraufwands in bestimmten Situationen. Obwohl die CLR parameterlose Konstruktoren zulässt, unterstützt C# nicht deren Deklaration innerhalb einer Struktur. Diese Entscheidung beruht auf dem Wunsch, Verwirrung und potenzielle Leistungseinbußen bei Array- und nicht initialisierten Feldzuweisungen zu vermeiden.

In C# 10 bietet die Einführung „parameterloser Konstruktoren“ für Strukturen ein gewisses Maß an Flexibilität und respektiert gleichzeitig die Kernprinzipien des CLR-Designs. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass solche Konstruktoren in einigen Fällen, beispielsweise bei der Array-Zuweisung, möglicherweise nicht aufgerufen werden, um die Stabilität und Effizienz des CLR-Designs zu wahren.

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