c# - 是否可以在C#中创建 “perfect forwarding”泛型集合？

Question

考虑以下C++代码段:

std::vector<Foo> bar;
bar.emplace_back(9001);    //Foo defines a constructor that takes int

这将创建一个 Foo类型的对象，传递任何构造函数参数，并将新对象存储在 vector 中。在功能上等效于 bar.push_back(Foo(9001));，但是效率更高，因为没有创建临时的 Foo。

是否可以在C#中实现类似的功能？

如果是这样，它将提供真正的好处，例如在C++中，还是仅是语法糖？

编辑:这个问题专门与C#中的值类型(结构)的集合有关。我正在寻找的好处(除了简化的 Add语法之外)与C++ 11 emplace方法的好处类似-无需构造，复制和销毁(GC)临时对象。

Answer 1

是的，有可能，但这很麻烦。

在.Net中，结构始终被复制。任何以任何方式传递结构的尝试都将导致复制:

SuperList x;
x.Add(new MyStruct());

而且，这个实例实际上可能会创建至少3个实例:

您创建的一个

复制传递到Add方法

Add方法将写入的列表数据存储区中的

复制

您现在可以使用工厂删除其中的一些

SuperList x;
x.Add(() => new MyStruct());

但是之后:

您有一个由工厂

创建的

，并复制工厂将写入

的列表数据存储区

因此，如果您尝试以任何方式将新实例传递到存储中，它将被复制。

我能想到的唯一不涉及任何副本的方法就是允许商店为您创建副本。最简单的例子是..:

SuperList x;
x.AddNewItems(1);

不必介意商店如何实现它。假设它足够聪明，可以不进行任何复制。例如，它可以使用一种LinkedList <>并仅追加一个新节点。

这样，通过要求商店为您创建一个对象，商店 有机会仅创建商品。当然，它必须正确实现，但这是另一个主题。除非您使用更多参数和一些特定逻辑详细说明 CreateItem，否则可能会使用所有默认值创建新项，但是..假设使用默认值创建它是可以的。

现在怎么办？现在，当然，该项目的工作(例如阅读，修改等)存在问题:

class SuperList
{
    MyStruct GetItem(int id);
}

好吧，那显然会返回一个副本。哎呀。

如果您使用的是C#7.0，则可以使用ref变量，也许我还没有尝试过:

class SuperList
{
    ref MyStruct GetItem(int idx);
}

ref MyStruct aRef = x.GetItem(x.Count-1);
aRef.Name = "mom";

但是除非它是C#7，否则您就不能而且必须进行很长的工作:

class SuperList
{
    delegate void ItemAccessor(ref MyStruct y); // <- REF! no copy
    void WorkWithItem(int idx, ItemAccessor func);
}

x.WorkWithItem(1, (ref MyStruct it) => {
    it.Name="mom";
});

最后，由于我们可以创建一个 商店并可以某种方式访问​​其项目，因此您可以执行任何将其包装在瓷层中的操作，以提供创建和初始化这些对象的任何用户前端。例如，您可以使用“constructor”方法创建一个API:

var x = new SuperList<T,U,...>( (ref item, T t, U u, ..) => {
    item.First = t;
    item.Second = u;
    ...
});

x.CreateItem(new T(), new U(), ...);

或通过 object[] args和Reflection进行操作。随你。使用，实现或两者兼而有之，我会多次考虑采用这种方式。与 class相比， struct更加方便使用。但是，如果确实需要，所有这些当然是可能的。

是的，问题的第二部分:

If so, would it provide any real benefit, like in C++, or would it only be syntactic sugar?

当然，为什么从定义上说好处是:不制作副本。这意味着，如果对象 很大，您将获得性能优势，这很明显，假设 复制花费 需要大量时间。

另一方面，如果对象很小，则由于传递了 ref指针，额外的引用，调用方法，创建委托(delegate)实例等，您将获得性能上的损失。对于小型结构，事实证明，与简单地来回复制该结构相比，您构建的基础结构仅花费更多时间(而不是空间!)来调用。进行此类优化时，应该考虑这一点。

我实际上不知道要获得 yield 需要多大的结构。复制结构很快，他们为此而设计。实际上，它几乎是逐字节的原始副本，处理器可以非常快地完成 的。

我记得许多有关值类型和引用类型的访问，GC'inc，复制等的性能测试。在Internet上进行搜索，并确保阅读它们测得的代码，因为其中有很多错误可能会使结果产生偏差。无论如何，对于复制 structs来说，一切都取决于它们的字节大小和复制内存块的速度。

因此，..具有较大的结构..使我们的SmartList值得。在结构里面放什么？大量的数据？不，结构将很小，并且将保留对大数组的引用:

struct X { public int[] f; }
static void Main()
{
    X a;a.f = new []{5};
    X b;b = a;
    a.f[0]=4;
    Console.WriteLine("Hello " + b.f[0]); // FOUR!
}

如果 int[]中的 struct实际上是一个引用，那么保留在该结构中的 几乎所有通常都会是一个占用空间很小的小引用。您需要一个具有 大量字段的 struct，并且/或者这些字段中的大多数都需要是 较重的非数组值类型本身。就像在 int[]示例中看到的那样，打破“大值(value)类型”的想法并使结构分解为引用部分太容易了。