c# - 嵌套类——这不是一个不完整的类型吗

Question

示例代码:

public class SimpleClass
{
    private NestedClass nestedClass = new NestedClass();

    public class NestedClass : SimpleClass          
    {

    }
}

// when instantiating in say.. main()
SimpleClass simpleClass = new SimpleClass();

我来自 C++ 背景，所以我很难理解这里发生的事情。具体来说，我们如何在 SimpleClass 中实例化 NestedClass。由于理想情况下，编译器需要 SimpleClass 的完整布局才能实例化 NestedClass，而后者又需要 SimpleClass。它本质上有点递归。

这就是我们运行这段代码时发生的情况。我们得到一个 StackOverflow :) 异常!

在 C++ 世界中，编译器在这种情况下会提示“incomplete type”。

所以我的问题的关键是:

1. 这是怎么回事，编译器是怎么布局这个类的(我知道它的实现细节，但是没有完整的类型我们怎么实例化一个对象呢？)

2. 这个运行时异常是故意的，还是应该是编译时错误？

Answer 1

它是一个嵌套类的事实在这里无关紧要。它是一个派生 类这一事实更为重要。除了有关泛型和访问的细节(例如，嵌套类可以访问包含类的私有(private)成员)之外，嵌套类和非嵌套类之间的区别相对较小。

那么让我们证明:

class BaseClass
{
    DerivedClass derived = new DerivedClass();
}

class DerivedClass : BaseClass
{
}

这仍然可以编译，但仍然会失败并返回 StackOverflowException如果您尝试创建 BaseClass 的实例(或 DerivedClass )。

布局很好:BaseClass有一个字段，它是对 DerivedClass 的引用.知道“多大”也没有问题BaseClass或 DerivedClass是 - 实际上没有初始化方面，这绝对没问题。这里重要的是 DerivedClass是引用类型，所以 derived 的值字段只是一个引用。

这里没有违反 C# 语言规则，设计一种语言规则来禁止这种情况而不禁止有效用例将非常困难。

这里的递归实际上与您可以对单个类执行的操作没有什么不同:

class BaseClass
{
    BaseClass other = new BaseClass();
}

同样，它是完全有效的代码，但会导致堆栈溢出。

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我怀疑您正在考虑的问题很容易用结构证明，尽管不涉及继承:

struct Tweedledum
{
    Tweedledee dee;
}

struct Tweedledee
{
    Tweedledum dum;
}

这确实失败了，因为没有合适的布局:Tweedledum值包含 Tweedledee直接值(value)，反之亦然。不是引用:实际值。

这里的错误是:

error CS0523: Struct member 'Tweedledum.dee' of type 'Tweedledee' causes a cycle in the struct layout
error CS0523: Struct member 'Tweedledee.dum' of type 'Tweedledum' causes a cycle in the struct layout