初讀CLR Via C# 之類型基礎（一）

     最近由於出差在外地，再加上自己在學習一些新的知識，所以遲遲沒有再看這本書，更沒有更新此系列的後續內容，但是這本書確實是本好書，不想就此放下，碰巧今天也比較悠閑，於是今天又一次回顧了之前的內容，並開始了新的閱讀。今天開始盡量儘快進行更新。

     在開始之前，我想先講一下繼承的概念。大家都知道，物件導向是由：封裝、繼承、多態來體現的，至於什麼是封裝，不是很明白的朋友請去Google找下答案吧。那麼，什麼事繼承？“繼承”我們可以理解為是一種在無需重新編寫類本身的情況下，對該類進行擴充的能力，並且可以使用現有類的所有功能。那麼，通過繼承建立的新類，我們可以稱之為：“子類”或者“衍生類別”，反之，被繼承的類我們稱之為：“父類”或者“基類”，子類可以繼承多個父類（衍生類別可以繼承多個基類）但是一般情況下，一個子類只能有一個父類，要實現多重繼承，可以通過多級繼承來實現。繼承的概念，筆者就先簡單的介紹到這裡吧，如果還是有些不明白的讀者，可以在網上找些資料，相信部落格園裡面也有對繼承概念有專門講解的博文。

    在我們C#或者JAVA中，不管我們自己建立、調用任何一個類，它的頂級父類只有System.Object這一個類。也就是說，所有的類都是通過它進行衍生的。在我們建立完一個類的時候，類裡面任何方法、欄位、屬性都不去寫，在另一個類中進行執行個體化之後，都會看到一些方法如：Equals();GetHashCode();ToString();GetType()等。那麼這些方法就是System.Object類中的方法。這就是一個繼承的概念，在我們建立一個類的時候，它繼承了System.Object類、擁有了System.Object類中的方法，並且對System.Object類進行了一個擴充。上面我提到一個執行個體化。我們都是用new關鍵字來對一個類進行執行個體化（非靜態類(static)）在我們new了一個執行個體化的時候，會自動在堆上為我們建立一個“類型對象指標”和“同步索引快”，而且CLR會自動給我們分配一個該類所需要的記憶體，這個記憶體的大小根據類中的欄位所需要的位元組數進行設定，然而，最終new關鍵字會調用System.Object的建構函式，並進行返回，會返回給新對象一個引用（對象指標），我們所有調用類中的方法，屬性的時候，是根據這個引用的記憶體位址進行操作的。也可以理解為我們操作記憶體（實際上是CLR幫我們完成的），到這裡可能會有一個問題，就是，這個對象的記憶體我們 如何去釋放。這就輪到我們CLR的記憶體回收機制（GC）進行檢測，並對不再訪問的記憶體進行自動釋放操作。記憶體回收機制將在基本內容更新過以後進行更新。

   在我們日常的使用中，會非常頻繁用到類型的轉換。那麼類型是可以隨便進行轉換的麼（比如Person類型轉換成DateTime類型）？答案是不可以。可是為什麼不可以？首先，CLR最重要的特性之一就是安全性。這個安全性就已經把我們限制死了。在我們使用反射的時候會用到GetType()方法，這個方法是一個非虛方法，是不可重寫的方法，這個方法不可重寫，就意味著我們不能把Person類通過GetType方法偽裝成DateTime類型，並進行返回。在類型轉換的時候，CLR准許我們將一個父類強制轉換成它的子類，而不需要任何特殊的文法把子類轉換成父類，例如：

namespace Chapter4
{
class Program
    {
static void Main(string[] args)
        {
//子類轉換成父類不需要強制轉換
            Object o = new Person();
//父類轉換成子類必須進行強制類型轉換
            Person p = (Person)o;

        }
    }

//該類繼承自System.Object類
    internal class Person
    {
private string name;
private int age;
    }
}

那麼兩個類都整合自Object類，為什麼就不能相互進行轉換？CLR在每次進行轉換的時候，都會對轉換的對象進行檢查，確定o是否引用自Peron對象，或者是否是從Peron類派生 的任何子類，如果是CLR將准許轉換，否則將拋出異常，就拿剛才說的Peron轉換成DateTime為例，代碼如下：

 class Program
    {
static void Main(string[] args)
        {
//子類轉換成父類不需要強制轉換
            Object o = new Person();
//父類轉換成子類必須進行強制類型轉換
            Person p = (Person)o;
//將Person的子類轉換成Person
            Man m = new Man();
            MagicPerson(m);
//構建一個DateTime對象，並轉換成Person
            DateTime dtNow = DateTime.Now;
            MagicPerson(dtNow);

        }

private static void MagicPerson(object o)
        {
            Person p = (Person)o;
        }
    }

//該類繼承自System.Object類
    internal class Person
    {
private string name;
private int age;
    }
//該類繼承自Person（最高基類為System.Object）
    internal class Man : Person
    {
private string sex;
    }

以上的代碼完全可以通過編譯，並運行。那麼第二次運行到MagicPerson方法的時候，CLR會給我們拋除一個為：System.InvalidCastExiception異常，並告訴我們轉換失敗。為什麼會轉換失敗？我們來分析一下CLR進行類型轉換時候的工作步驟。首先在編譯時間，編譯器並不知道MagicPerson中參數o到底是誰的引用，所以編譯器准許代碼編譯通過。但在運行時，CLR知道了第一次進來的o是Man的引用，並繼承自Person類，第一次轉換成功。當再次進入MagicPerson方法的時候對象的引用為DateTime的引用。CLR會核實DateTime類型是否繼承自Person或者是否是Peron類型，發現並不繼承自Person類也是Person類型，便拋出異常資訊終止轉型。
     在以上的代碼例子中，MagicPerson方法在實際運用中參數應該設定為Person類型，這樣的話，編譯器就會報錯，在造成更大損失之前，把罪惡的種子掐死在搖籃之中。

     先去吃飯，吃飯回來之後接著更新。