调用带有动态参数的结构体方法会导致其被复制吗？

Question

我试图理解这种行为。 我知道结构体是值类型，移动时会被复制。 但是我无法理解为什么此示例代码失败。这是一个简单的C#代码，以演示这个问题：

public class MyClass
    {
        private MyStruct ms;

        public MyClass()
        {
            ms = new MyStruct("");
        }

        public void Add(dynamic d)
        {
            ms.Add(d);
        }

        public void Print()
        {
            Console.WriteLine("L: " + ms.GetLength());
        }
    }

    public struct MyStruct
    {
        private dynamic[] items;

        public MyStruct(string junk)
        {
            items = new dynamic[0];
        }

        public int GetLength()
        {
            return items.Length;
        }

        public void Add(dynamic d)
        {
            Array.Resize<dynamic>(ref items, items.Length + 1);
            items[items.Length - 1] = d;
        }
    }

通过运行以下代码，我得到了错误的结果。在调试器中，我可以看到项目已添加，但它没有持久化，这意味着我会看到两次“L: 0”（而不是“L: 0”和“L: 1”）：

MyClass mc = new MyClass();
mc.Print();
mc.Add("Test");
mc.Print();

我注意到，如果在 MyClass.Add 中调用 ms.Add 时使用的类型不是 "dynamic"（例如 "string"），它可以正常工作。类似于下面这样：

public void Add(string d)
{
   ms.Add(d);
}

或者甚至是这样：

public void Add(dynamic d)
{
   string s = d.ToString();
   ms.Add(s);
}

这让我想到我可能正在处理一份副本，但如果是这种情况，我不明白为什么会这样。我直接访问该字段，因此不希望出现这种情况。

非常感谢您的提前帮助。

- S. J.

---

反射总是涉及装箱 - 你为什么期望不同呢？（你拥有的结构体相当疯狂...拥有可变值类型和部分引用语义...会让你的生活变得有趣）。 - Alexei Levenkov

在运行时，dynamic == object，只是所有成员访问的运行时绑定。因此，dynamic也意味着您的结构值将被装箱。 - Jeremy Lakeman

请不要使用 string s = d.ToString();。当 d 是 dynamic 类型时，这样做是不好的。 - Enigmativity

Answer 1

任何使用dynamic类型的操作（包括使用dynamic参数进行调用）都会使用运行时绑定，因此最终涉及到反射 - 正如@AlexeiLevenkov在他的评论中所指出的，这涉及到装箱。

您可以通过添加一个重载方法来证明这一点。

public void Add(string d)
{
    Console.WriteLine("Add(String)");
    Array.Resize<dynamic>(ref items, items.Length + 1);
    items[items.Length - 1] = d;
}

转换为MyStruct。 这将产生以下输出

L: 0 
AddString 
L: 0

如果您查看生成的IL代码，其中包括：

如果您查看生成的IL代码，其中包括：

ldfld   MyClass.ms
ldarg.1 
callvirt    Action <CallSite, MyStruct, Object>.Invoke (CallSite, MyStruct, Object)

因此，结构体将作为参数传递给一个Action，最终执行对动态确定的ms.Add重载的调用。这个参数传递是创建副本的地方。

- Klaus Gütter

---

非常感谢大家的解释。 - S. J.

Answer 2

你的结构存在几个问题。但没关系，每个人都必须经历这个过程。

1. 为什么你使用 MyClass 作为类名，而使用 MyStruct 作为结构体名？从根本上讲，你的结构与类没有区别，所以最好将其定义为自己的类。
2. 你在 MyStruct 中为什么要使用 Array.Resize<dynamic>(ref items, items.Length + 1);？为什么不使用简单的 List？如果你使用数组，重新定义其大小会很困难。使用 List，然后只需使用 add。
3. 有一个关键字：const，你可以使用它来使你的参数常量，并且在作为函数参数调用时不会被复制。这可能会在未来对你有所帮助。
4. 在你的类 Myclass 中，你应该使用保留关键字 this 来澄清你正在引用类的内部对象。

public void Add(string d)
{
   this.ms.Add(d);
}

5. 如果你是C#的新手或者来自其他背景（如C、C++或Java），最好不要过于随意地使用dynamic。如果你没有经验，可能会遇到一些严重的内存分配问题。最好在使用之前决定/知道类型。如果你不知道类型，但知道可能的类型，可以使用带有IsInstanceOfType的if语句。

- liwuen

---

我不同意列表中的第一项。类在内存中的存储方式与结构体不同，这可能会导致显著的性能差异，特别是如果对象仅在范围内存在很短的时间。我不会做出一个一般性的声明，即类比结构体更好。 - Sebastian Schumann