System.Object -> System.ValueType (знаковый — на стеке) — как это?

Question

[nevro]

1. System.Object - не стековый и не ссылочный, пустой класс с набором виртуальных методов, только для единообразия доступа в его наследники?
2. Реализация стековых классов-типов - на низком уровне (с использованием стековых регистров процессора), а реализация ссылочных - только через new?

Answer 1

[Станислав Макаров]

System.Object является базовым для System.ValueType потому, что C# скрывает от вам процесс boxing-а значений value-типов в ссылочные обертки.
Где выделяется память для ссылочных типов и типов-значений спецификацией не оговаривается (в текущих реализациях типы-значения иногда (!) выделяются на стеке, но могут быть и на куче, если являются членами ссылочных типов (массивы, другие классы, и т.д.). Для вас важно лишь знать логику поведения: как присваиваются и передаются в функции значения reference и value-типов, остальное - детали реализации.

Довольно важная для понимая статья: blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2010/09/30/th...

Comments

[Роман]

C MSDN. Типы данных делятся на типы значений и ссылочные типы. Типы значений размещаются либо в стеке, либо внутри структуры. Ссылочные типы размещаются в куче. И ссылочные типы, и типы значений являются производными базового класса Object. Если необходимо, чтобы тип значения вел себя как объект, упаковщик, преобразующий тип значения в аналог ссылочного объекта, размещается в "куче", и в него копируется значение типа. При этом упаковщик помечается особым образом, благодаря чему система может определить, что он содержит тип значения. Этот процесс называют упаковкой-преобразованием, а обратный процесс — распаковкой-преобразованием. Благодаря упаковке- и распаковке-преобразованию любой тип может обрабатываться как объект.
Хотя ValueType неявный базовый класс для типов значений, можно создать класс, наследующий ValueType напрямую. Вместо этого отдельные компиляторы предоставляют ключевое слово или конструкции языка (например, struct в C# и Structure…End Structure в Visual Basic) для создания типов значений.
Помимо того, что служит базовым классом для типов значений в.NET Framework, структура ValueType обычно не используется непосредственно в коде. Однако она может использоваться как параметр при вызове методов, чтобы ограничить возможные аргументы до типов значений вместо всех объектов, или разрешить методу обработку ряда типов различных значений. В следующем примере показано, как тип ValueType предотвращает ссылочные типы от передачи методам. Он определяет класс с именем Utility , содержащий четыре метода: IsNumeric, которое указывает, является ли его аргумент числом; IsInteger, которое указывает, является ли его аргумент целое число; IsFloat, которое указывает, является ли его аргумент с плавающей запятой; и Compare, который указывает на отношения между двух числовых значений. В каждом конкретном случае, параметры метода имеют тип ValueType, и ссылочные типы не передается методам.

[Станислав Макаров]

Роман на всякий случай :) blogs.msdn.com/b/ericlippert/archive/2010/09/30/th...
> there is no language requirement that a data structure called "the stack" be used to store locals of value type
Я вот больше об этом. Много людей не понимает, что есть вопрос модели, а что - вопрос реализации.

Answer 2

[Роман]

1. System.Object как раз ссылочный тип, это базовый тип для всех классов, struct - это значимый тип (а не стековый). Для ссылочных память выделяется в куче, а для значимых в стеке потока.
2. зачем вам знать, что там на низком уровне, тем более сначала будет компиляция в IL код, а там уже сам JIT решит как ему быть.

https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/4d43ts61(v=vs.90).aspx
habrahabr.ru/sandbox/68552

Answer 3

[MrDywar Pichugin]

Странно у вас. Книгу почитайте.
DateTime тоже через new, но это значимый тип.
Стековых регистров не бывает. (я не слышал)
System.Object - ссылочный тип.
Интересные заметки по C# и CLR
Интересные заметки по C# и CLR (v2.0)
ITVDN

Answer 4

[nevro]

Я не знаю, может быть с этим связаны какие-нибудь нюансы и подводные камни в производительности, или с ошибками в работе кода.
Как тогда создать свой знаковый тип, как указать это компилятору? Создать struct - и компилятор поймет, что тип делать знаковым?

Comments

[Станислав Макаров]

nevro да, вот это как раз таки гарантируется спецификацией языка. Что у вас за книга, кстати? Это очень важные базовые вещи, если они не раскрываются в ней, возьмите другую. Или если книги еще никакой нет, то найдите. MSDN для изучения языка и платформы с нуля плохо подходит.
> подводные камни в производительности, или с ошибками в работе кода
да, нюансы разумеется есть, на то и разные "виды" (не знаю нормального термина) типов данных. Это все равно что в плюсах работать с T* или просто с T. Почитайте хорошую книгу, если что-то непонятно - спрашивайте.

[Роман]

Нет такого понятия знаковый тип. Значимый и ссылочный. struct - это значимый, class (object, все классы неявно наследуются от object, даже если не указывать это)

[nevro]

Станислав Макаров: пока никакой книги нет - пока только гугл. Советуют Рихтера.

[nevro]

Роман: ошибся. Про то, что все структуры наследуются от Object - уже прогуглил. Странно пока: объект - в куче, но его наследники-структуры - в стеке. Может быть реализация значимых типов как-то отличается, может они сразу на CIL написаны.

[Станислав Макаров]

nevro: попробуйте почитать статью, ссылка на которую есть в моем ответе. Если не поймете - отложите, прочтете позже, когда разберетесь с основами. Еще раз отмечу, что "наследование" значимых типов от класса object - по сути своей ненастоящее, это не то же самое, что наследование ссылочных типов. Когда мы говорим, что значимый тип наследуется от object, то нас это интересует с точки зрения установления отношения is-a ("является"). С точки зрения системы типов, это значит, что значения типа int можно подставить туда, куда передается значение типа object. С точки зрения полиморфизма, мы имеем возможность переопределять методы object-а. Однако и то, и другое достигается специальным средством платформы, которое называется boxing. Это специальная процедура "упаковки" значения значимого типа (неважно, int, double или вашего struct-а) в контейнер, обладающий свойствами значения ссылочного типа (и располагающийся в текущей реализации на куче). Важно, что эта процедура скрывается системой типов языка C# и для вас это будет просто приведение типа от int к object и обратно. Однако, это далеко не то же самое, что приведение от класса к object и обратно. Вы можете скомпилировать код с обеими преобразованиям и посмотреть на результирующий IL - и увидите разницу. Таким образом, можно грубо сказать, что значимый тип проявляет свойства ссылочного лишь тогда, когда этого от него хотят. Как только вы преобразуете свою структуру (вполне возможно, хранящуюся на стеке) к object, для вас автоматически создается контейнер и вам дают ссылку на него, и теперь ваша структурка уже как бы значение ссылочного типа (кстати, этот контейнер еще нужен и для того, чтобы можно было полиморфно вызывать переопределенные в структуре методы object-а). Поэтому это "наследование" и возможно. Помните, что наследование на уровне языка - это прежде всего is-a, и не особо важно, как это достигается.

[Станислав Макаров]

nevro: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/yz2be5wk.aspx
> The concept of boxing and unboxing underlies the C# unified view of the type system in which a value of any type can be treated as an object.
Вот тут как раз об этом. С помощью этого механизма вам создают видимость (!) того, что абсолютно любое значение в языке - это object (is-a object).

[Станислав Макаров]

System.ValueType кстати это вообще довольно специальная материя, не думайте о ней как об обычном классе вроде тех, что есть у вас в коде. Этот тип по особому трактуется как компилятором, так и CLR, так что начните с понимания механизма упаковки)