为什么我不能在.NET中定义一个结构体的默认构造函数？

在.NET中，值types（C＃ struct ）不能有一个没有参数的构造函数。 根据这篇文章，这是由CLI规范强制的。 会发生什么是每个值types的默认构造函数创build（由编译器？）所有成员初始化为零（或null ）。

为什么不允许定义这样的默认构造函数？

一个微不足道的用途是有理数：

 public struct Rational { private long numerator; private long denominator; public Rational(long num, long denom) { /* Todo: Find GCD etc. */ } public Rational(long num) { numerator = num; denominator = 1; } public Rational() // This is not allowed { numerator = 0; denominator = 1; } } 

使用当前版本的C＃，默认的Rational是0/0 ，它不那么酷。

PS ：默认参数是否有助于解决C＃4.0的这个问题，还是CLR定义的默认构造函数会被调用？

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Jon Skeet回答：

用你的例子，当有人做什么时，你想要发生什么：

  Rational[] fractions = new Rational[1000]; 

它应该通过你的构造函数1000次？

当然应该，这就是为什么我首先写了默认的构造函数。 当没有定义明确的默认构造函数时，CLR应该使用默认的调零构造函数; 这样你只需要支付你使用的东西。 那么如果我想要一个1000个非默认Rational的容器（并且想优化1000个结构），我将使用一个List<Rational>而不是一个数组。

在我看来，这个原因不足以防止定义一个默认的构造函数。

Answer 1

注意：下面的答案是在C＃6之前编写的，它计划引入在结构体中声明无参数构造函数的能力 – 但是在所有情况下它们仍然不会被调用（例如，用于数组创build） （最终此function未添加到C＃6 ）。

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编辑：我已经编辑了下面的答案，因为格劳恩狼对CLR的洞察力。

CLR允许值types具有无参数的构造函数，但是C＃没有。 我相信这是因为它会引入一个期望，即在不这样做的时候调用构造函数。 例如，考虑一下：

 MyStruct[] foo = new MyStruct[1000]; 

CLR能够通过分配适当的内存并将其全部清零来非常高效地执行此操作。 如果它不得不运行MyStruct构造函数1000次，那效率就会低很多。 （事实上​​，它不是 – 如果你有一个无参数的构造函数，当你创build一个数组，或者当你有一个未初始化的实例variables时，它不会运行。

在C＃中的基本规则是“任何types的默认值不能依赖任何初始化”。 现在，他们可以允许无参数的构造函数被定义，但是并不要求构造函数在所有情况下都被执行 – 但是这会导致更多的混淆。 （或者至less，所以我相信这个观点。）

编辑：使用你的例子，当有人做什么，你想要发生什么：

 Rational[] fractions = new Rational[1000]; 

它应该通过你的构造函数1000次？

• 如果不是，我们最终会有1000个无效的理由
• 如果是这样，那么如果我们要用真正的值填充数组，我们可能会浪费大量的工作。

编辑:(更多的回答这个问题）无参数的构造函数不是由编译器创build的。 就CLR而言，值types不必具有构造函数 – 尽pipe事实certificate，如果使用IL编写它，也可以使用构造函数。 当你在C＃中编写“ new Guid() ”时，如果你调用一个普通的构造函数，它会发出不同的IL。 看到这个问题多一点这方面。

我怀疑没有参数构造函数的框架中没有任何值types。 毫无疑问，NDepend可以告诉我，如果我很好地问它… C＃禁止这一事实是一个足够的暗示，我认为这可能是一个坏主意。

Answer 2

结构是一个值types，值types一旦声明就必须有一个默认值。

 MyClass m; MyStruct m2; 

如果你如上所述声明两个字段而没有实例化，那么打破debugging器， m将是空的，但m2不会。 鉴于此，一个无参数的构造函数是没有意义的，事实上，一个结构体上的所有构造函数都是赋值的，事物本身已经存在，只要声明它。 事实上，在上面的例子中，m2可以相当愉快地使用，如果有的话，它的方法被调用，并且它的字段和属性被操纵！

Answer 3

您可以创build一个静态属性来初始化并返回一个默认的“合理”数字：

 public static Rational One { get { return new Rational(0, 1); } } 

并使用它：

 var rat = Rational.One; 

Answer 4

较短的解释：

在C ++中，struct和class只是同一枚硬币的两面。 唯一真正的区别是一个是默认公开的，另一个是私人的。

在.NET中 ，结构和类之间有更大的差别。 主要的是struct提供了值types的语义，而类提供了引用types的语义。 当你开始思考这个变化的含义时，其他变化也开始变得更有意义，包括你描述的构造器行为。

Answer 5

尽pipeCLR允许，但C＃不允许结构体具有默认的无参数构造函数。 原因是，对于一个值types，编译器在默认情况下既不会生成默认构造函数，也不会生成对默认构造函数的调用。 所以，即使你碰巧定义了一个默认的构造函数，它也不会被调用，而这只会让你感到困惑。

为了避免这样的问题，C＃编译器不允许用户定义默认的构造函数。 而且因为它不会生成默认构造函数，所以在定义它们时不能初始化字段。

或者，最大的原因是结构是一个值types，值types是通过默认值初始化的，而构造函数是用来初始化的。

您不必使用new关键字来实例化您的结构。 它反而像一个int一样工作; 你可以直接访问它。

结构不能包含显式无参数的构造函数。 结构成员自动初始化为默认值。

结构的默认（无参数）构造函数可以设置不同于全零值状态的值，这将是意想不到的行为。 .NET运行时因此禁止一个结构的默认构造函数。

Answer 6

只是特殊情况而已。 如果你看到一个分子0和一个分母0，假装它有你真正想要的值。

Answer 7

你不能定义一个默认的构造函数，因为你正在使用C＃。

.NET中的结构体可以有默认的构造函数，但是我不知道任何支持它的特定语言。

Answer 8

这是我的解决scheme，没有默认的构造函数的困境。 我知道这是一个晚期的解决scheme，但我认为值得注意的是这是一个解决scheme。

 public struct Point2D { public static Point2D NULL = new Point2D(-1,-1); private int[] Data; public int X { get { return this.Data[ 0 ]; } set { try { this.Data[ 0 ] = value; } catch( Exception ) { this.Data = new int[ 2 ]; } finally { this.Data[ 0 ] = value; } } } public int Z { get { return this.Data[ 1 ]; } set { try { this.Data[ 1 ] = value; } catch( Exception ) { this.Data = new int[ 2 ]; } finally { this.Data[ 1 ] = value; } } } public Point2D( int x , int z ) { this.Data = new int[ 2 ] { x , z }; } public static Point2D operator +( Point2D A , Point2D B ) { return new Point2D( AX + BX , AZ + BZ ); } public static Point2D operator -( Point2D A , Point2D B ) { return new Point2D( AX - BX , AZ - BZ ); } public static Point2D operator *( Point2D A , int B ) { return new Point2D( B * AX , B * AZ ); } public static Point2D operator *( int A , Point2D B ) { return new Point2D( A * BZ , A * BZ ); } public override string ToString() { return string.Format( "({0},{1})" , this.X , this.Z ); } } 

忽略事实，我有一个名为null的静态结构（注意：这仅适用于所有正象限），使用get; set; 在C＃中，可以有一个try / catch / finally，用于处理特定数据types未由默认构造函数Point2D（）初始化的错误。 我想这是难以解决的一些人在这个答案。 这主要是为什么我加我的。 在C＃中使用getter和setterfunction将允许你绕过这个默认的构造函数，并试着抓住你没有初始化的东西。 对我来说，这工作正常，对于其他人，你可能想添加一些if语句。 所以，如果你想分子/分母设置，这个代码可能会有所帮助。 我只想重申，从效率的angular度来看，这个解决scheme看起来不太好，可能会更糟糕，但是对于来自旧版本C＃的人来说，使用数组数据types可以提供这种function。 如果你只是想要的东西，可以试试这个：

 public struct Rational { private long[] Data; public long Numerator { get { try { return this.Data[ 0 ]; } catch( Exception ) { this.Data = new long[ 2 ] { 0 , 1 }; return this.Data[ 0 ]; } } set { try { this.Data[ 0 ] = value; } catch( Exception ) { this.Data = new long[ 2 ] { 0 , 1 }; this.Data[ 0 ] = value; } } } public long Denominator { get { try { return this.Data[ 1 ]; } catch( Exception ) { this.Data = new long[ 2 ] { 0 , 1 }; return this.Data[ 1 ]; } } set { try { this.Data[ 1 ] = value; } catch( Exception ) { this.Data = new long[ 2 ] { 0 , 1 }; this.Data[ 1 ] = value; } } } public Rational( long num , long denom ) { this.Data = new long[ 2 ] { num , denom }; /* Todo: Find GCD etc. */ } public Rational( long num ) { this.Data = new long[ 2 ] { num , 1 }; this.Numerator = num; this.Denominator = 1; } } 

Answer 9

我还没有看到相当于我要给的晚期解决scheme，所以在这里。

使用偏移将值从默认值0移动到您喜欢的任何值。 这里必须使用属性而不是直接访问字段。 （也许有可能的C＃7function，你最好定义属性范围的字段，使他们保持不被直接访问的代码。）

此解决scheme适用于只有值types的简单结构（无参考types或可空结构）。

 public struct Tempo { const double DefaultBpm = 120; private double _bpm; // this field must not be modified other than with its property. public double BeatsPerMinute { get => _bpm + DefaultBpm; set => _bpm = value - DefaultBpm; } } 

这不同于这个答案，这种方法不是特别的套pipe，但它使用的偏移量将适用于所有范围。

以枚举为字段的示例。

 public struct Difficaulty { Easy, Medium, Hard } public struct Level { const Difficaulty DefaultLevel = Difficaulty.Medium; private Difficaulty _level; // this field must not be modified other than with its property. public Difficaulty Difficaulty { get => _level + DefaultLevel; set => _level = value - DefaultLevel; } } 

正如我所说，这个技巧可能无法在所有情况下工作，即使struct只有值域，只有你知道它是否适用于你的情况。 只是检查。 但你得到了一般的想法。