C# と VB.NET の質問掲示板

■No84240 (Tomo さん) に返信
> newをする前は各種フィールドにどのような
> 値が格納されているのでしょうか？
> nullでもない、何か別の値が格納されていたりするのでしょうか？

ECMA-335 を斜め読みしてみましたが、
不確定値になりえるのはローカル変数ぐらいのようですね。
フィールド変数の場合は、default(T) で初期化されるか、
初期値が書き込まれるかのいずれかです。


そのローカル変数についても、C# のコンパイラは init フラグを付与するため、
リフレクション等で動的生成でもしない限り、基本的にはゼロが書き込まれた状態になります。

フィールド変数については、たとえば
　public int i = 123;
というインスタンスフィールドだとしても、123 がセットされる前に
0 がセットされた状態で受け渡されるようです。これは newobj 命令(0x73)の仕様だそうで。

構造体に対して用いられる initobj 命令(0xfe 0x15)も同様。

static int などの静的フィールドの場合は、そのクラスに静的コンストラクタが
明示的に実装されているか、それとも beforefieldinit フラグによるものかで
初期化のタイミングが異なる程度で、これもやはりゼロが書き込まれた状態になるようです。


一応、こんな感じの IL を書いて試してみました。




.assembly extern 'mscorlib' {}
.assembly 'Orator' {}

// === Sample クラスの宣言 ===
// このクラスには static なメンバーが無いため、
// BeforeFieldInit フラグ(0x00100000)の有無は特に意味を持ちません
.class public sequential autochar /* beforefieldinit */ 'Sample'
{
  // フィールド宣言と FieldInit メタデータの指定
  // i と k には HasDefault フラグ(0x8000)で既定値も付与してみました。
  // といっても、これは本来、literal 定数フィールドや既定値パラメータ用なので、
  // ただのフィールドに指定しても実際には使われないのですが。
  .field public int32 'i' = int8(-1)
  .field public int32 'j'
  .field public int32 'k' = int8(23)
  .field public initonly int32 'l'

  // Sample クラスのコンストラクタ
  .method public hidebysig specialname rtspecialname
    instance void '.ctor'() cil managed 
  {
    // 変数宣言
    .locals init ( int32 'i', int32 'j', int32 'k' , int32 'l' )

    // フィールドに値を書き込む前に、各フィールドの値を変数に退避しておきます
    ldarg.0 ldfld int32 'Sample'::'i' stloc.0
    ldarg.0 ldfld int32 'Sample'::'j' stloc.1
    ldarg.0 ldfld int32 'Sample'::'k' stloc.2
    ldarg.0 ldfld int32 'Sample'::'l' stloc.3

    // this.i に初期値 -1 を書き込み
    ldarg.0 ldc.i4.m1 stfld int32 'Sample'::'i'

    // this.j に初期値 7 を書き込み
    ldarg.0 ldc.i4.7  stfld int32 'Sample'::'j'

    // this.k には書き込まない
    nop

    // this.l に -123 を書き込み
    ldarg.0 ldc.i4.s -123 stfld int32 'Sample'::'l'

    // 書き込む前のフィールド値と書き込み後のフィールド値を
    // Console.WriteLine で出力します
    ldstr "** before: i=({0} => {1})"
    ldloc.0 box int32
    ldarg.0 ldfld int32 'Sample'::'i' box int32
    call void [mscorlib]'System.Console'::'Write'(string, object, object)
    ldstr ", j=({0} => {1})"
    ldloc.1 box int32
    ldarg.0 ldfld int32 'Sample'::'j' box int32
    call void [mscorlib]'System.Console'::'Write'(string, object, object)
    ldstr ", k=({0} => {1})"
    ldloc.2 box int32
    ldarg.0 ldfld int32 'Sample'::'k' box int32
    call void [mscorlib]'System.Console'::'Write'(string, object, object)
    ldstr ", l=({0} => {1})"
    ldloc.3 box int32
    ldarg.0 ldfld int32 'Sample'::'l' box int32
    call void [mscorlib]'System.Console'::'WriteLine'(string, object, object)

    ret
  }
}

// === グローバル 静的 フィールド ===
.field public static float64 'globalValue'


// === エントリポイント ===
.method static public void 'Main'() cil managed
{
  .entrypoint

  // 無名変数宣言
  // C# コンパイラは、ゼロクリアされるよう init フラグを必ず付与しますが、
  // ここではあえて init を外しています。このため、この変数の初期値は不定となり
  // 実行されるたびに異なる値になる可能性があります
  .locals /* init */ ( uint64, uint32, bool, int64, class Sample )

  // 未初期化のグローバル静的フィールド globalValue (double 型)を表示
  ldstr "static Double globalField={0};"
  ldsfld float64 'globalValue' box float64
  call void [mscorlib]'System.Console'::'WriteLine'(string, object)

  // 未初期化の 第0変数(ulong型)を表示
  ldstr "UInt64 v0={0};"
  ldloc.0 box uint64
  call void [mscorlib]'System.Console'::'WriteLine'(string, object)

  // 未初期化の 第1変数(uint型)を表示
  ldstr "UInt32 v1={0};"
  ldloc.1 box uint32
  call void [mscorlib]'System.Console'::'WriteLine'(string, object)

  // 未初期化の 第2変数(bool型)を表示
  ldstr "Boolean v2={0}"
  ldloc.2 box bool
  call void [mscorlib]'System.Console'::'WriteLine'(string, object)

  // 未初期化の 第3変数(long型)を表示
  ldstr "Int64 v3={0};"
  ldloc.s 3 box int64
  call void [mscorlib]'System.Console'::'WriteLine'(string, object)


  // 第4変数(Sample型)は未初期化だと NullReferenceException になるので
  // まずは new Sample() してインスタンス化します
  newobj instance void 'Sample'::'.ctor'() stloc.s 4

  // 第4変数(Sample)の フィールド i, j を表示
  ldstr "** after: i={0}, j={1}"
  ldloc.s 4 ldfld int32 'Sample'::'i' box int32
  ldloc.s 4 ldfld int32 'Sample'::'j' box int32
  call void [mscorlib]'System.Console'::'Write'(string, object, object)
  ldstr ", k={0}, l={1}"
  ldloc.s 4 ldfld int32 'Sample'::'k' box int32
  ldloc.s 4 ldfld int32 'Sample'::'l' box int32
  call void [mscorlib]'System.Console'::'WriteLine'(string, object, object)

  ldstr "*** done ***"
  call void [mscorlib]'System.Console'::'WriteLine'(string)

  ret
}

> newをする前は各種フィールドにどのような
> 値が格納されているのでしょうか？

うーん、どう答えるべきか難しい質問ですが。。。

まず、「newをする前」というのは、まさにクラスオブジェクト存在しない
状態なので、「何もない」状態です。
何もないのだから、各フィールドは「存在しない」としか言えないです。

そんなわけで、
> i に 0
> s に null
> b に false
というのは、正確には「newをした直後」の話になります。

そして、「newをした直後」に何が入るかですが、
他の人がおっしゃっている通りです。

平たく言うなら、
ユーザ定義型(struct, class)なら、コンストラクタによって初期化された値、
組み込み型やコンストラクタによって初期化されなかったメンバ変数は
コンパイラの規定値となります。
(例) init型の既定値なら、default(int)で取得可能

■No84242 (魔界の仮面弁士 さん) に返信
> フィールド変数については、たとえば
> 　public int i = 123;
> というインスタンスフィールドだとしても、123 がセットされる前に
> 0 がセットされた状態で受け渡されるようです。これは newobj 命令(0x73)の仕様だそうで。

セットされる前の0が見られる例です。

    static class A
    {
        public static int a = 1 + B.b;
    }
    static class B
    {
        public static int b = 2 + A.a;
    }


A.を先に使用すると
　　A.a → 3
　　B.b → 2
B.を先に使用すると
　　A.a → 1
　　B.b → 3

量子化学の不確定性原理みたいですが
不具合の元なので、ビルドでエラーにしてほしいところです。

■No84253 (魔界の仮面弁士 さん) に返信
> この例は、インスタンスフィールドではなく静的フィールドの例ですね。

魔界の仮面弁士さん、いつもながら恐れ入ります。

インスタンスフィールドで頑張ってみましたが
System.TypeInitializationExceptionで落ちました。
new実行中にインスタンスフィールド見たのがバレたようです。

    static A a = new A();
    class A
    {
        public int a = B.b + 7;
    }
    static class B
    {
        public static int b;
        static B()
        {
            b = 1 + a.a;
        }
    }