Span<T> 不需要局部变量赋值。这是一个特点吗？

Question

我注意到即使局部变量未初始化，以下内容也会编译和执行。这是 Span 的一个特性吗？

void Uninitialized()
{
  Span<char> s1;
  var l1 = s1.Length;

  Span<char> s2;
  UninitializedOut(out s2);
  var l2 = s2.Length;
}

void UninitializedOut(out Span<char> s)
{}

Answer 1

这看起来像是由引用程序集引起的问题，因为Span<T> 具有特定于框架的内部结构，所以这是必需的。

这意味着在引用程序集中：没有字段（编辑：这不太正确 - 见脚注）。

如果所有字段都已分配，则认为struct 已分配（出于“明确分配”的目的），在这种情况下，编译器会看到“已分配所有零个零字段：一切都很好 - 这个变量是分配”。但是编译器似乎并不知道 actual 字段，因此它被误导为允许在技术上无效的内容。

您绝对不应该依赖这种行为良好！尽管在大多数情况下.locals init 应该意味着您实际上并没有得到任何太可怕的东西。但是，目前正在进行一些工作，以允许人们在某些情况下压制.locals init - 我不敢想会发生什么 这里的场景 - 特别是因为 Span<T> 的工作方式很像 ref T - 如果字段真的没有初始化为零，可能会变得非常非常危险。 p>

有趣的是，它可能已经修复：请参阅this example on sharplab。或者，sharplab 可能正在使用具体的目标框架，而不是参考程序集。

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编辑：很奇怪，如果我将参考程序集加载到ildasm 或反射器中，我可以看到：

.field private initonly object _dummy

这是参考程序集中的欺骗字段，旨在阻止这种情况的发生，但是......现在看起来它的工作不太可靠！

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更新：显然这里的区别是 subtle but known compiler issue 出于兼容性原因而保留；结构的明确分配考虑本地已知类型的私有字段，但不考虑外部程序集中类型的私有reference-type字段。

Answer 2

马克有一个很好的答案。我想详细说明一下历史/背景。

首先，这绝对是compiler bug。根据明确分配的规则，这个本地不是明确分配的，任何使用都应该是错误的。不幸的是，由于多种原因，这个错误很难修复：

• 这个错误很老，至少可以追溯到 C# 4.0。这让客户在 7 年多的时间里不经意间依赖它
• BCL 中有许多具有这种基本结构的结构。例如CancellationToken。

这些加在一起意味着修复此问题可能会破坏大量现有代码。尽管如此，C# 团队试图在 C# 6.0 中修复该错误时，该错误还很年轻。但是尝试使用此修复程序编译 Visual Studio 源代码表明，客户对依赖此错误的担忧是有根据的：存在许多构建中断。足以说服我们它会对大量代码产生负面影响。因此修复被撤销。

这里的第二个问题是所有编译器团队成员都不知道这个错误（至少在今天之前）。自从修复被撤消以来已经有大约 3 年了，并且从那时起有一点翻身。验证我们如何为Span<T> 生成参考程序集的团队成员并未意识到此错误，并根据语言规范推荐了当前设计。我是其中的开发者之一 :(

仍在讨论这个问题，但很可能我们会更新Span<T> 和其他类型的引用汇编策略，以避免这个编译器错误。

感谢您报告此事。很抱歉造成的混乱:(

Answer 3

这或多或少是设计使然，因为这在很大程度上取决于底层 struct 本身是否包含任何字段。

此代码编译例如：

public struct MySpan<T>
{
    public int Length => 1;
}

static class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MySpan<char> s1;
        var l1 = s1.Length;
    }
}

但是这段代码没有：

public struct MySpan<T>
{
    public int Length { get; }
}

static class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MySpan<char> s1;
        var l1 = s1.Length;
    }
}

似乎在这种情况下，结构是默认的，这就是它不会抱怨缺少分配的原因。正如 Marc 的回答中所解释的那样，它没有检测到任何字段 是一个错误。