Thuốc generic được thực hiện như thế nào?

Đây là câu hỏi từ quan điểm nội bộ trình biên dịch.

Tôi quan tâm đến thuốc generic, không phải mẫu (C ++), vì vậy tôi đã đánh dấu câu hỏi bằng C #. Không phải Java, vì AFAIK, thuốc generic trong cả hai ngôn ngữ đều khác nhau về cách triển khai.

Khi tôi nhìn vào các ngôn ngữ không có tính tổng quát, nó khá đơn giản, bạn có thể xác thực định nghĩa lớp, thêm nó vào hệ thống phân cấp và đó là nó.

Nhưng phải làm gì với lớp chung, và quan trọng hơn là làm thế nào để xử lý các tham chiếu đến nó? Làm thế nào để đảm bảo rằng các trường tĩnh là số ít trên mỗi lần xuất hiện (tức là mỗi lần các tham số chung được giải quyết).

Hãy nói rằng tôi thấy một cuộc gọi:

var x = new Foo<Bar>();

Tôi có thêm Foo_Barlớp mới vào hệ thống phân cấp không?

Cập nhật: Cho đến nay tôi chỉ tìm thấy 2 bài viết có liên quan, tuy nhiên thậm chí chúng không đi sâu vào chi tiết theo nghĩa "làm thế nào để tự làm":

• http://www.jprl.com/Blog/archive/development/2007/Aug-31.html
• http://www.artima.com/intv/generics2.html

Làm thế nào để đảm bảo rằng các trường tĩnh là số ít trên mỗi lần xuất hiện (tức là mỗi lần các tham số chung được giải quyết).

Mỗi khởi tạo chung có một bản sao riêng của Phương thức (được đặt tên khó hiểu), là nơi lưu trữ các trường tĩnh.

Hãy nói rằng tôi thấy một cuộc gọi:

var x = new Foo<Bar>();

Tôi có thêm Foo_Barlớp mới vào hệ thống phân cấp không?

Tôi không chắc sẽ hữu ích khi nghĩ về hệ thống phân cấp lớp như một số cấu trúc thực sự tồn tại trong thời gian chạy, nó có cấu trúc logic hơn.

Nhưng nếu bạn xem xét các Phương thức, mỗi phương thức có một con trỏ gián tiếp đến lớp cơ sở của nó, để tạo thành hệ thống phân cấp này, thì vâng, điều này sẽ thêm lớp mới vào hệ thống phân cấp.

Tôi thấy hai câu hỏi cụ thể thực tế trong đó. Có lẽ bạn muốn hỏi thêm các câu hỏi liên quan (như câu hỏi riêng biệt có liên kết quay lại câu hỏi này) để có được sự hiểu biết đầy đủ.

Làm thế nào là các trường tĩnh được đưa ra các trường hợp riêng biệt cho mỗi trường hợp chung?

Chà, đối với các thành viên tĩnh không liên quan đến các tham số loại chung, điều này khá dễ dàng (sử dụng một từ điển được ánh xạ từ các tham số chung đến giá trị).

Các thành viên (tĩnh hoặc không) có liên quan đến các tham số loại có thể được xử lý thông qua việc xóa loại. Chỉ cần sử dụng bất cứ điều gì ràng buộc mạnh nhất là (thường System.Object). Vì thông tin loại bị xóa sau khi kiểm tra loại trình biên dịch, điều đó có nghĩa là kiểm tra loại thời gian chạy sẽ không cần thiết (mặc dù các giao diện vẫn có thể tồn tại trong thời gian chạy).

Có phải mỗi trường hợp chung xuất hiện riêng trong hệ thống phân cấp loại?

Không phải trong .NET generic. Quyết định đã được đưa ra để loại trừ sự kế thừa từ các tham số loại, do đó, hóa ra tất cả các trường hợp của một cái chung chiếm cùng một vị trí trong hệ thống phân cấp loại.

Đây có lẽ là một quyết định tốt, bởi vì việc không tìm kiếm tên từ một lớp cơ sở sẽ vô cùng đáng ngạc nhiên.

Nhưng phải làm gì với lớp chung, và quan trọng hơn là làm thế nào để xử lý các tham chiếu đến nó?

Cách chung trong phần đầu của trình biên dịch là có hai loại thể hiện, kiểu chung ( List<T>) và kiểu chung ràng buộc ( List<Foo>). Kiểu chung xác định chức năng nào tồn tại, trường nào và có tham chiếu loại chung ở mọi nơi Tđược sử dụng. Kiểu chung bị ràng buộc chứa tham chiếu đến kiểu chung và một tập hợp các đối số kiểu. Điều đó có đủ thông tin để bạn tạo ra một loại cụ thể, thay thế các tham chiếu loại chung bằng Foohoặc bất kỳ đối số loại nào. Kiểu phân biệt này rất quan trọng khi bạn thực hiện suy luận kiểu và cần suy luận List<T>so với List<Foo>.

Thay vì nghĩ về các khái quát như các mẫu (trực tiếp xây dựng các triển khai khác nhau), thay vào đó, có thể hữu ích khi nghĩ về chúng như các hàm tạo kiểu ngôn ngữ chức năng (trong đó các đối số chung giống như các đối số thành một hàm cung cấp cho bạn một loại).

Về phần cuối, tôi không thực sự biết. Tất cả công việc của tôi với thuốc generic đã nhắm mục tiêu CIL là phụ trợ, vì vậy tôi có thể biên dịch chúng thành thuốc generic được hỗ trợ ở đó.