C#8.0本质论第十章--合式类型

C#8.0本质论第十章–合式类型

10.1重写object的成员

10.1.1重写ToString()

在对象上调用ToString()默认返回类的完全限定名称。

10.1.2重写GetHashCode()

如果重写Equals()，就要重写GetHashCode()，否则编译器会显示警告。

10.1.3重写Equals()

“对象同一性"和"相等的对象值”

两个引用加入引用同一个实例，就说这两个引用是同一的。object提供名为ReferenceEquals()的静态方法来显示检查对象同一性。

只有引用类型才可能引用相等，因此提供了对同一性概念的支持。为值类型调用ReferenceEquals()总是返回false，因为值类型转换成object要装箱，两个值类型会单独装箱。

object.Equals()的实现只是简单调用了一下ReferenceEquals()

10.1.4用元组重写GetHashCode()和Equals()

10.2操作符重载

要注意不能实现赋值操作符，=的行为无法改变。

10.2.1比较操作符

10.2.2二元操作符

10.2.3二元操作符复合赋值

赋值操作符不能重载，但只要重载了二元操作符，就自动重载了其复合赋值形式(+=、-=、*=、>>=等)

10.2.4条件逻辑操作符

和赋值操作符相似，条件逻辑操作符不能显示重载，但由于逻辑操作符&和|可以重载，而条件操作符由逻辑操作符构成，所以实际能间接重载条件操作符。

10.2.5一元操作符

10.2.6转换操作符

从技术上讲，实现显示和隐式转换操作符并不是重载转型操作符(())。但由于效果一样，所以一般都将“实现显示或隐式转换”说成“定义转型操作符”。

public readonly struct Latitude
{
    // ...
 
    public Latitude(double decimalDegrees)
    {
        DecimalDegrees = Normalize(decimalDegrees);
    }
 
    public double DecimalDegrees { get; }
 
    public static implicit operator double(Latitude latitude)
    {
        return latitude.DecimalDegrees;
    }
    public static implicit operator Latitude(double degrees)
    {
        return new Latitude(degrees);
    }
 
    // ...
}
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operator要放在表示隐式或显示转换的implicit或explicit关键字后面。

10.2.7转换操作符规范

10.3引用其他程序集

C#底层和CLI框架允许将代码分散到多个程序集中。这样就可在多个可执行文件中重用程序集。

10.3.1引用库

10.3.2用dotnet CLI引用项目或库

10.3.3用Visual Studio2019引用项目或库

10.3.4NuGet打包

10.3.5用dotnet CLI引用NuGet包

10.3.6用Visual Studio1029引用NuGet包

10.3.7调用被引用的包或项目

10.4类型封装

类封装行为和数据，而程序集封装一组类型。

10.4.1类型声明中的public或internal访问修饰符

不添加任何访问修饰符的类或结构体会被默认声明为内部访问(internal)，而嵌套类型则默认声明为私有访问。

成员的可访问性无法大于它所在的类型。例如将类声明成internal，它的public成员也只能从程序集中访问。

10.4.2protected internal类型成员修饰符

10.5定义命名空间

事实上，CLR对“命名空间”一无所知，类型名称都是完全限定的，其中包含了命名空间。

命名空间支持嵌套，以便对类进行层次化的组织。也可以使用完整命名空间名称，每个标识符都以句点分隔。

10.6XML注释

开发者可利用命令行选项，指示编译器将XML注释提取到单独的XML文件中。这样就可以根据XML注释生成API文档。

10.6.1将XML注释和编程构造关联

10.6.2生成XML文档文件

10.7垃圾回收

.NET中的垃圾回收器采用mark-and-compact算法。一次垃圾回收周期开始时，它识别对象的所有根引用，基于该列表，垃圾回收器可遍历每个根引用锁表示的树形结构，并递归确定所有根引用指向的对象。这样，垃圾回收器就可识别出所有的可达对象。

它将所有可达对象紧挨着放一起，从而覆盖不可访问的对象所占的内存。

相较于长期存在的对象，最近创建的对象更有可能需要垃圾回收。为此，.NET垃圾回收器支持“代”(generation)的概念，它会以更快的频率尝试清除生存时间较短的对象。而那些在一次垃圾回收中“存货”下来的对象会以较低的频率清除。具体地说，共有三代对象，一个对象每次在一个垃圾回收周期中存活下来，它都会移动到下一代，直至最终移动到第二代。

迄今为止讨论的都是强引用，因其维持着对象的可访问性，阻止垃圾回收器清除对象所占用的引用。此外，框架还支持弱引用。弱引用不阻止对对象进行垃圾回收，但会维持一个引用。这样，对象在被垃圾回收器清除之前可以重用。

弱引用是为创建起来代价较高，而且维护开销特别大的引用对象而设计的。弱引用相当于对象的一个内存缓存。（个人不是很理解有什么用，为什么不直接维持一个强引用）

10.8资源清理

10.8.1终结器

**终结器(finalizer)**允许程序员写代码来清理类的资源。但不能显式调用，没有和new对应的操作符。垃圾回收器负责为对象实例调用终结器，因此开发者不能在编译时确定终结器的执行时间。唯一确定的是终结器会在对象最后一次使用之后，通常在应用程序正常关闭前的某个时间运行。程序被强行关闭时可能不会被调用。

终结器的声明与C++析构器的语法完全一致。

public class TemporaryFileStream
{
    public TemporaryFileStream(): this(Path.GetTempFileName()){ }
 
    // Finalizer
    ~TemporaryFileStream()
    {
        try
        {
            Close();
        }
        catch (Exception )
        {
            // Write event to logs or UI
            // ...
        }
    }
}
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终结器不允许传递任何参数，所以不可重载，不能显式调用，调用终结器的只能是垃圾回收器。因此为终结器添加访问修饰符没有意义。

由于垃圾回收器负责所有内存管理，所以终结器不负责回收内存。相反，它们负责释放像数据库连接和文件句柄这样的资源。

一定要在终结器中避免异常。

10.8.2使用using语句进行确定性终结

终结器的问题在于不确定性终结，基类库为这个使用模式提供了特殊接口。IDisposable接口用名为Dispose()的方法定义了该模式的细节。

最终生成的CIL代码与写一个显式的try/finally块完全一样。在finally块中调用dispose，总之，using语句只是提供了try/finally块的语法快捷方式。

从C#8.0开始，using语句有一个简化的写法：可以在声明单个变量的语句之前使用using关键字。这种写法只能声明一个变量，并且也要求其类型实现了IDisposable接口。该程序的运行越过了变量的作用区间后，该变量的Dispose()方法便会被自动调用。此外using关键字声明的变量还有一个限制，就是这种变量不能再被赋值为其他值。

10.8.3垃圾回收、终结和IDisposable

IDisposable.Dispose()方法包含对System.GC.SuppressFinalize()的调用，作用是从**终结队列(f-reachable)**中移除TemporaryFileStream类实例。这时因为所有清理都在Dispose()中完成了，而不是等着终结器执行。

有终结器的对象如果不显式dispose，其生存期会被延长，因为即使对它的所有显式引用都不存在了，f-reachable队列仍然包含对它的引用，使对象一直生存，直至f-reachable队列处理完毕。

10.9推迟初始化

使用推迟初始化，可在需要时才创建对象。

class DataCache
{
    // ...
 
    public TemporaryFileStream FileStream =>InternalFileStream??(InternalFileStream = new TemporaryFileStream());
 
    private TemporaryFileStream? InternalFileStream { get; set; } = null;
 
    // ...
}
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如实例化代价微不足道或不可避免，就应该直接在声明时在构造函数中赋值。