为什么 C# 在两种 int 数组语法上的行为不同

Question

C# 中的数组在引用类型上是隐式协变的：

object[] listString = new string[] { "string1", "string2" };

但不是值类型，所以如果你把string改成int，你会得到编译错误：

object[] listInt = new int[] {0, 1}; // compile error

现在，问题是当你像下面两种语法声明int数组时，它们没有显式声明类型int，只是区分new[]，编译器会区别对待：

object[] list1 = { 0, 1 };       //compile successfully
object[] list2 = new[] {0, 1};    //compile error

你会得到object[] list1 = { 0, 1 };编译成功，但是object[] list2= new[] {0, 1};编译错误。

似乎 C# 编译器会处理

object[] list1 = { 0, 1 };

作为

object[] list1 = new object[]{ 0, 1 };

但是

object[] list2 = new[] { 0, 1 };

作为

object[] list2 = new int[]{ 0, 1 };  //error because of co-variant

为什么 C# 编译器在这种情况下会有不同的行为方式？

Answer 1

编译的版本使用一个数组初始化器来初始化list1。 C# 语言规范第 1.110 节（“数组初始值设定项”）规定：

数组初始值设定项由一系列变量初始值设定项组成， 用“{”和“}”标记括起来，用“,”标记分隔。每个 变量初始化器是一个表达式，或者，如果是 多维数组，嵌套数组初始化器。

上下文 使用哪个数组初始值设定项确定数组的类型 正在初始化。在数组创建表达式中，数组类型 紧接在初始化器之前，或者从 数组初始值设定项中的表达式。在字段或变量中 声明，数组类型是字段或变量的类型 声明。

当在字段或变量中使用数组初始值设定项时 声明，如：

int[] a = {0, 2, 4, 6, 8};

它只是等效数组创建表达式的简写：

int[] a = new int[] {0, 2, 4, 6, 8};

所以很明显这应该编译。

第二个版本使用显式数组创建表达式，您可以在其中具体指示编译器创建什么类型的数组。 §1.51.10.4（“数组创建表达式”）状态：

第三种形式的数组创建表达式称为 隐式类型数组创建表达式。它类似于 第二种形式，只是数组的元素类型不是 明确给出，但确定为最佳通用类型（§1.50.2.14） 数组初始值设定项中的一组表达式。

因此，第二个版本相当于

object[] list2 = new int[] { 0, 1 };

所以问题现在实际上变成了“为什么我不能将int[] 分配给object[]”，正如您在问题末尾提到的那样。答案也很简单，见第 1.109 节（“数组协方差”）：

数组协方差特别不扩展到数组 值类型。例如，不存在允许int[] 的转换 被视为object[]。

Answer 2

声明

object[] listInt = new int[] {0, 1};

无效，因为值类型不允许协变数组转换（并且int 是值类型）。或者，声明

object[] listInt = new string[] {"0", "1"};

是有效的，因为引用类型允许协变数组转换。这是因为x = (object)myString的赋值只涉及简单的赋值，而y = (object)myInt需要装箱操作。

现在谈谈这两个声明之间的区别。在声明object[] list2 = new[] { 0, 1 } 中，由于类型推断的工作原理，它首先查看右侧表达式并得出结论new[] { 0, 1 } 应被视为new int[] { 0, 1 }。然后它尝试将此 int 数组分配给对象数组，由于值类型的协变转换问题而给出错误。不过，声明 object[] list1 = { 0, 1 } 使用集合初始化器，在这种情况下，集合的类型就是定义类型的位置，因此每个元素将改为转换为集合预期的类型。

Answer 3

当您使用{ 和} 时，您使用集合初始化器（请参阅：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/vstudio/bb384062.aspx）。这些括号之间的值必须放在某个地方。因此，必须创建一个集合。编译器将分析上下文以找出什么样的集合。

如果是第一个：object[] list1 = { 0, 1 };，显然应该创建一个集合。但它应该是什么样的？某处没有new 操作。只有一个提示：list1 的类型为 object[]。因此编译器创建该集合并用值填充它。

在您的第二个示例object[] list1 = new[] { 0, 1 }; 中还有另一个提示：new[]。这个提示明确表示：将会有一个数组。该数组没有类型，因此它将尝试通过分析值来查找数组的类型。这些都是int，因此它将创建一个int 的数组并填充它。另一个提示object[] 完全被忽略了，因为创建的提示比它应该分配到的提示重要得多。现在编译器想要将此数组分配给 list1 和 BOOM：这不合适！

Answer 4

object[] list1 = { 0, 1 }; 语句可以编译，因为编译器足够聪明，知道您正在尝试将数值类型数组转换为引用类型数组，因此它将 Int32 元素装箱为引用类型。

您也可以显式地装箱原始类型：

object[] list2 = Array.ConvertAll<int, Object>(new[] { 0, 1 }, input => (Object)input);

当您将“int[]”或“Int32[]”指定为数组类型时，编译器不会为您隐式进行装箱，但似乎可以将其添加到 C# 中。

Answer 5

数组初始化器是一种方便的编译器。如果我说“我正在声明一个对象数组并为其分配一个值”，那么编译器可以合理地假设您的 { 0, 1 } 是一个对象数组并将其解释为对象数组。尽管语法似乎是一个赋值，但它不是：您使用的是初始化程序。这个语法的简写是object[] list1 = new object[] { 0, 1 }

当您说new[] { 0, 1 } 时，这是一个创建数组并对其进行初始化的表达式。该表达式的评估与您分配给它的内容无关 - 由于编译器检测到隐式整数类型，它会创建一个int[]。该表达式的简写版本是object[] list2 = new int[] { 0, 1 }

如果您比较这两个语句的简写版本，很明显可以看出它们的不同之处。

Answer 6

object[] listInt = new int[] {0, 1};

是简写

object[] listInt;
listInt = new int[] {0, 1};

这不起作用，因为int[] is not covariant with object[]。

当你说new[]时，它等同于new int[]，因此同样适用。