《CLR Via C# 第3版》笔记之（四） - 类中字段的默认赋值
在C#中，除了可以在类的构造函数中初始化私有字段的值，还可以在私有字段定义的地方进行初始化（即默认赋值）。下面讨论默认赋值和在构造函数中赋值的区别，以便更好的在代码中使用这两种赋值。
主要内容：
- 对代码生成的影响
- 对代码执行的影响
1. 对代码生成的影响
首先构造两个Class，其中ClassA使用默认赋值的方式，ClassB使用构造函数赋值的方式。
代码如下：
public class ClassA
{
private Int32 a = 123;
private String b = "abc";
private Object c = new object();
public ClassA()
{
}
public ClassA(int aa)
{
a = aa;
}
}
public class ClassB
{
private Int32 a;
private String b;
private Object c;
public ClassB()
{
a = 123;
b = "abc";
c = new object();
}
public ClassB(int aa)
{
a = aa;
}
}
编译成dll后，再用ILSpy查看其IL代码，发现ClassA生成的代码比较多。即每个构造函数开始执行处，都会将字段的默认赋值生成IL代码插入其中。
ClassA IL代码如下
.class public auto ansi beforefieldinit ClassA
extends object
{
// Fields
.field private int32 a
.field private string b
.field private object c
// Methods
.method public hidebysig specialname rtspecialname
instance void .ctor () cil managed
{
// Method begins at RVA 0x2073
// Code size 40 (0x28)
.maxstack 8
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: ldc.i4.s 123
IL_0003: stfld int32 class cnblog_bowen.ClassA::a
IL_0008: ldarg.0
IL_0009: ldstr "abc"
IL_000e: stfld string class cnblog_bowen.ClassA::b
IL_0013: ldarg.0
IL_0014: newobj instance void object::.ctor()
IL_0019: stfld object class cnblog_bowen.ClassA::c
IL_001e: ldarg.0
IL_001f: call instance void object::.ctor()
IL_0024: nop
IL_0025: nop
IL_0026: nop
IL_0027: ret
} // End of method ClassA..ctor
.method public hidebysig specialname rtspecialname
instance void .ctor (
int32 aa
) cil managed
{
// Method begins at RVA 0x209c
// Code size 47 (0x2f)
.maxstack 8
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: ldc.i4.s 123
IL_0003: stfld int32 class cnblog_bowen.ClassA::a
IL_0008: ldarg.0
IL_0009: ldstr "abc"
IL_000e: stfld string class cnblog_bowen.ClassA::b
IL_0013: ldarg.0
IL_0014: newobj instance void object::.ctor()
IL_0019: stfld object class cnblog_bowen.ClassA::c
IL_001e: ldarg.0
IL_001f: call instance void object::.ctor()
IL_0024: nop
IL_0025: nop
IL_0026: ldarg.0
IL_0027: ldarg.1
IL_0028: stfld int32 class cnblog_bowen.ClassA::a
IL_002d: nop
IL_002e: ret
} // End of method ClassA..ctor
} // End of class cnblog_bowen.ClassA
ClassB IL代码如下
.class public auto ansi beforefieldinit ClassB
extends object
{
// Fields
.field private int32 a
.field private string b
.field private object c
// Methods
.method public hidebysig specialname rtspecialname
instance void .ctor () cil managed
{
// Method begins at RVA 0x20cc
// Code size 40 (0x28)
.maxstack 8
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: call instance void object::.ctor()
IL_0006: nop
IL_0007: nop
IL_0008: ldarg.0
IL_0009: ldc.i4.s 123
IL_000b: stfld int32 class cnblog_bowen.ClassB::a
IL_0010: ldarg.0
IL_0011: ldstr "abc"
IL_0016: stfld string class cnblog_bowen.ClassB::b
IL_001b: ldarg.0
IL_001c: newobj instance void object::.ctor()
IL_0021: stfld object class cnblog_bowen.ClassB::c
IL_0026: nop
IL_0027: ret
} // End of method ClassB..ctor
.method public hidebysig specialname rtspecialname
instance void .ctor (
int32 aa
) cil managed
{
// Method begins at RVA 0x20f5
// Code size 17 (0x11)
.maxstack 8
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: call instance void object::.ctor()
IL_0006: nop
IL_0007: nop
IL_0008: ldarg.0
IL_0009: ldarg.1
IL_000a: stfld int32 class cnblog_bowen.ClassB::a
IL_000f: nop
IL_0010: ret
} // End of method ClassB..ctor
} // End of class cnblog_bowen.ClassB
由此看出，虽然默认赋值的方法比较直观和方便，但是从生成的代码来看，默认赋值的方法会导致代码膨胀，所以不应在以下场合使用：
1）字段比较多的Class
2）构造函数有多个重载版本
2. 对代码执行的影响
通过上面的IL代码，我们发现默认赋值除了会导致代码膨胀，赋值的时机也和在构造函数中对字段的赋值不一样。
我们知道，类的构造函数在执行之前，都会调用其基类的构造函数，由于所以类都默认继承System.Object，所以上面的ClassA和ClassB虽然没有指定基类，
但都继承于System.Object，所以都会调用System.Object的构造函数。
调用System.Object的构造函数的IL代码即为：call instance void object::.ctor()从上面的IL代码中，我们发现：
1）默认赋值方式是在调用System.Object的构造函数前给字段赋值的
2）构造函数中赋值方式是在调用System.Object的构造函数后给字段赋值的 这里的差别虽然很小，但是有时却会导致代码产生不同的结果，从而带来潜在的bug。
这两种赋值方式在什么情况下会导致执行结果不同呢？
根据其赋值时机的不同，我们可以推断在如下情况下，两种赋值方式的执行结果不同。
基类中调用虚方法并且如果子类覆盖（override）了此虚方法，那么此虚方法中的字段就有可能已经初始化或者未初始化。
第一种情况 （默认赋值的方式）
class Test
{
static void Main()
{
// 第一步：调用SubClass的构造函数
SubClass sub = new SubClass();
Console.ReadKey(true);
}
}
public class BaseClass
{
// 第四步：调用基类构造函数，其中虚方法Print已经被子类覆盖
public BaseClass()
{
Print();
}
public virtual void Print()
{
Console.WriteLine("Base class initilized!");
}
}
public class SubClass : BaseClass
{
// 第三步：对sub_a,sub_b,obj进行赋值，然后再调用基类构造函数
private Int32 sub_a = 123;
private String sub_b = "abc";
private Object obj = new object();
// 第二步：由于是默认赋值的方式，所以先将sub_a,sub_b,obj赋值后再调用基类构造函数
public SubClass()
{
}
// 第五步：调用被覆盖的Print方法，由于obj已被赋值，所以进入else分支去执行
public override void Print()
{
if (null == obj)
Console.WriteLine("Sub class is uninitilize!");
else
{
Console.WriteLine("a= " + sub_a);
Console.WriteLine("b= " + sub_b);
Console.WriteLine("Sub class was initilized!");
}
}
}
执行结果如下，执行过程可以参见上面代码中的注释
第二种情况（构造函数中对字段赋值的方式）
class Test
{
static void Main()
{
// 第一步：调用SubClass的构造函数
SubClass sub = new SubClass();
Console.ReadKey(true);
}
}
public class BaseClass
{
// 第三步：调用基类构造函数，其中虚方法Print已经被子类覆盖
public BaseClass()
{
Print();
}
public virtual void Print()
{
Console.WriteLine("Base class initilized!");
}
}
public class SubClass : BaseClass
{
private Int32 sub_a;
private String sub_b;
private Object obj;
// 第二步：由于是在构造函数对字段辅助的方式，所以先默认调用基类构造函数
public SubClass()
{
// 第五步：基类构造函数执行完后，进入下面的赋值
sub_a = 123;
sub_b = "abc";
obj = new object();
}
// 第四步：调用被覆盖的Print方法，由于obj还未被赋值，所以进入if分支去执行
public override void Print()
{
if (null == obj)
Console.WriteLine("Sub class is uninitilize!");
else
{
Console.WriteLine("a= " + sub_a);
Console.WriteLine("b= " + sub_b);
Console.WriteLine("Sub class was initilized!");
}
}
}
执行结果如下，执行过程可以参见上面代码中的注释
小小的赋值,也会导致意外的bug。所以我们在使用时默认赋值时一定要对其赋值的时机做到心中有数。
