Czym dokładnie jest „klasa specjalna”?

Po nieudanej kompilacji czegoś podobnego do następującego:

public class Gen<T> where T : System.Array
{
}

z błędem

Ograniczenie nie może być klasą specjalną `` System.Array ''

Zacząłem się zastanawiać, czym właściwie są „specjalne zajęcia”?

Ludziom często wydaje się, że popełniają ten sam rodzaj błędu, gdy określają System.Enumw ogólnym ograniczeniu. Mam te same rezultaty System.Object, System.Delegate, System.MulticastDelegatei System.ValueTypeteż.

Czy jest ich więcej? Nie mogę znaleźć żadnych informacji o „klasach specjalnych” w C #.

Co jest takiego specjalnego w tych klasach, że nie możemy ich używać jako ogólnego ograniczenia typu?

Z kodu źródłowego Roslyn wygląda to na listę typów zakodowanych na stałe:

switch (type.SpecialType)
{
    case SpecialType.System_Object:
    case SpecialType.System_ValueType:
    case SpecialType.System_Enum:
    case SpecialType.System_Delegate:
    case SpecialType.System_MulticastDelegate:
    case SpecialType.System_Array:
        // "Constraint cannot be special class '{0}'"
        Error(diagnostics, ErrorCode.ERR_SpecialTypeAsBound, syntax, type);
        return false;
}

Źródło: Binder_Constraints.cs IsValidConstraintType
Znalazłem to za pomocą wyszukiwania GitHub: „Ograniczenie nie może być klasą specjalną”

Znalazłem komentarz Jona Skeeta z 2008 r. Dotyczący podobnego pytania: Dlaczego to System.Enumograniczenie nie jest obsługiwane.

Wiem, że to trochę nie na temat , ale zapytał o to Erica Lipperta (zespół C #), a oni udzielili takiej odpowiedzi:

Po pierwsze, twoje przypuszczenie jest słuszne; ograniczenia dotyczące ograniczeń są w dużej mierze artefaktami języka, a nie CLR. (Gdybyśmy mieli wykonać te funkcje, byłoby kilka drobnych rzeczy, które chcielibyśmy zmienić w CLR, dotyczących sposobu określania wyliczalnych typów, ale głównie byłaby to praca językowa.)

Po drugie, osobiście chciałbym mieć ograniczenia delegowania, ograniczenia wyliczeniowe i możliwość określenia ograniczeń, które są obecnie nielegalne, ponieważ kompilator próbuje cię uratować przed sobą. (Oznacza to, że zapieczętowane typy są legalne jako ograniczenia i tak dalej).

Jednak ze względu na ograniczenia w harmonogramie prawdopodobnie nie będziemy w stanie wprowadzić tych funkcji do następnej wersji języka.

Według MSDN jest to statyczna lista klas:

Błąd kompilatora CS0702

Ograniczenie nie może być specjalnym identyfikatorem klasy Następujących typów nie można używać jako ograniczeń:

• System.Object
• System.Array
• System.Delegate
• System.Enum
• System.ValueType.

Zgodnie ze specyfikacją języka C # 4.0 (kodowane: [10.1.5] ograniczenia parametrów typu) mówi się o dwóch rzeczach:

1] Typ nie może być obiektem. Ponieważ wszystkie typy pochodzą od obiektu, takie ograniczenie nie miałoby żadnego efektu, gdyby było dozwolone.

2] Jeśli T nie ma ograniczeń podstawowych ani ograniczeń parametrów typu, jego efektywną klasą bazową jest object.

Podczas definiowania klasy ogólnej można zastosować ograniczenia do rodzajów typów, których kod klienta może używać dla argumentów typu podczas tworzenia wystąpienia klasy. Jeśli kod klienta próbuje utworzyć wystąpienie klasy przy użyciu typu, który nie jest dozwolony przez ograniczenie, wynikiem jest błąd w czasie kompilacji. Te ograniczenia nazywane są ograniczeniami. Ograniczenia są określane przy użyciu kontekstowego słowa kluczowego where. Jeśli chcesz ograniczyć typ ogólny, aby był typem referencyjnym, użyj: class.

public class Gen<T> where T : class
{
}

Dzięki temu typ ogólny nie będzie typem wartości, takim jak int lub struct itp.

Ponadto ograniczenie nie może być specjalnym „identyfikatorem” klasy Następujących typów nie można używać jako ograniczeń:

• System.Object
• System.Array
• System.Delegate
• System.Enum
• System.ValueType.

Istnieją pewne klasy w Framework, które skutecznie przekazują specjalne cechy wszystkim typom z nich pochodnym, ale same nie posiadają tych cech . Sam CLR nie nakłada zakazu używania tych klas jako ograniczeń, ale typy ogólne ograniczone do nich nie uzyskałyby niedziedziczonych cech, tak jak typy konkretne. Twórcy C # zdecydowali, że ponieważ takie zachowanie może dezorientować niektórych ludzi, a nie dostrzegli w nim żadnej użyteczności, powinni raczej zakazać takich ograniczeń, niż pozwolić im zachowywać się tak, jak robią w CLR.

Gdyby na przykład wolno było pisać void CopyArray<T>(T dest, T source, int start, int count):; można by przekazać desti sourcedo metod, które oczekują argumentu typu System.Array; ponadto, można by uzyskać walidację w czasie kompilacji, że desti sourcebyły zgodne typy tablic, ale nie można uzyskać dostępu do elementów tablicy za pomocą []operatora.

Niemożność użycia Arrayjako ograniczenia jest przeważnie dość łatwa do obejścia, ponieważ void CopyArray<T>(T[] dest, T[] source, int start, int count)będzie działać w prawie wszystkich sytuacjach, w których zadziała pierwsza metoda. Ma jednak pewną wadę: pierwsza metoda działałaby w scenariuszu, w którym jeden lub oba argumenty były typu, System.Arraypodczas odrzucania przypadków, w których argumenty są niezgodnymi typami tablicowymi; dodanie przeciążenia, w którym oba argumenty byłyby typu System.Array, spowodowałoby, że kod zaakceptowałby dodatkowe przypadki, które powinien zaakceptować, ale także błędnie zaakceptowałoby przypadki, których nie powinien.

Uważam, że decyzja o zdelegalizowaniu większości specjalnych ograniczeń jest irytująca. Jedynym, który miałby zerowe znaczenie semantyczne, byłoby System.Object[ponieważ gdyby było to legalne jako ograniczenie, wszystko by je spełniało]. System.ValueTypeprawdopodobnie nie byłby zbyt przydatny, ponieważ referencje typu ValueTypetak naprawdę nie mają wiele wspólnego z typami wartości, ale prawdopodobnie mogą mieć jakąś wartość w przypadkach obejmujących odbicie. Oba System.Enumi System.Delegatemiałyby pewne rzeczywiste zastosowania, ale ponieważ twórcy C # nie pomyśleli o nich, są wyjęci spod prawa bez dobrego powodu.

Następujące elementy można znaleźć w środowisku CLR za pośrednictwem C # 4th Edition:

Podstawowe ograniczenia

Parametr typu może określać zero ograniczeń podstawowych lub jedno ograniczenie podstawowe. Głównym ograniczeniem może być typ referencyjny, który identyfikuje klasę, która nie jest zapieczętowana. Nie można określić jednego z następujących specjalnych typów odwołań: System.Object , System.Array , System.Delegate , System.MulticastDelegate , System.ValueType , System.Enum lub System.Void . Określając ograniczenie typu referencyjnego, obiecujesz kompilatorowi, że określony argument typu będzie tego samego typu lub typu pochodzącego z typu ograniczenia.

Nie sądzę, żeby istniała jakakolwiek oficjalna definicja „klas specjalnych” / „typów specjalnych”.

Możesz pomyśleć o nich jako o typach, których nie można używać z semantycznymi typami „zwykłymi”:

• nie możesz utworzyć ich bezpośrednio;
• nie możesz bezpośrednio dziedziczyć po nich typu niestandardowego;
• jest trochę magii kompilatora do pracy z nimi (opcjonalnie);
• bezpośrednie użycie ich instancji jest co najmniej bezużyteczne (opcjonalnie; wyobraź sobie, że stworzyłeś ogólny kod powyżej, jaki ogólny kod zamierzasz napisać?)

PS dodałbym System.Voiddo listy.