[C#] 지역 변수에 초기화가 필요한 이유는 무엇입니까?

유발과 다윗의 대답은 기본적으로 정확합니다. 합산:

• 할당되지 않은 지역 변수를 사용하는 것은 버그 일 가능성이 높으며, 이는 컴파일러가 저렴한 비용으로 감지 할 수 있습니다.
• 할당되지 않은 필드 또는 배열 요소를 사용하면 버그가 발생할 가능성이 적으며 컴파일러에서 조건을 감지하기가 더 어렵습니다. 따라서 컴파일러는 필드에 초기화되지 않은 변수의 사용을 감지하려고 시도하지 않고 프로그램 동작을 결정 론적으로 만들기 위해 기본값에 대한 초기화에 의존합니다.

David의 답변에 대한 의견자는 정적 분석을 통해 할당되지 않은 필드의 사용을 감지 할 수없는 이유를 묻습니다. 이것이이 답변에서 확장하고 싶은 요점입니다.

먼저, 로컬 또는 다른 변수의 경우 실제로 변수가 할당되었는지 또는 할당되지 않았는지 정확하게 판단하는 것은 불가능합니다 . 치다:

bool x;
if (M()) x = true;
Console.WriteLine(x);

“x가 할당 되었습니까?”라는 질문 “M ()이 true를 반환합니까?”와 같습니다. 이제 Fermat의 Last Theorem이 eleventy gajillion보다 작은 모든 정수에 대해 true이면 M ()이 true를 리턴하고 그렇지 않으면 false를 리턴한다고 가정하십시오. x가 확실히 할당되었는지 확인하려면 컴파일러는 본질적으로 Fermat의 마지막 정리 증명을 생성해야합니다. 컴파일러는 그렇게 똑똑하지 않습니다.

그래서 컴파일러는 지역 주민 대신하는 일은 구현하는 것입니다 알고리즘 신속 하고 과대 평가 지역이 확실히 할당되지 않은 경우. 즉, 그것은 당신과 내가 알고 있음에도 불구하고 “이 지역이 할당되었음을 증명할 수 없습니다”라고 말하는 오 탐지를 가지고 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

bool x;
if (N() * 0 == 0) x = true;
Console.WriteLine(x);

N ()이 정수를 리턴한다고 가정하십시오. 당신과 나는 N () * 0이 0이라는 것을 알고 있지만 컴파일러는 그것을 모른다. (참고 : C # 2.0 컴파일러 는 그것을 알고 있었지만 사양 에서 컴파일러가 알고 있다고 말하지 않기 때문에 최적화를 제거 했습니다.)

좋아요, 지금까지 우리는 무엇을 알고 있습니까? 현지인이 정확한 답변을 얻는 것은 비현실적이지만, 할당되지 않은 비용을 싸게 과대 평가하고 “불명확 한 프로그램을 수정하게”하는 측면에서 잘못된 결과를 얻을 수 있습니다. 잘 됐네요 필드에 대해 동일한 작업을 수행하지 않는 이유는 무엇입니까? 즉, 값을 과대 평가하는 명확한 할당 검사기를 만드는가?

글쎄, 로컬을 초기화하는 방법은 몇 가지입니까? 메소드의 텍스트 내에서 지정할 수 있습니다. 메소드 텍스트에서 람다 내에 할당 될 수 있습니다. 해당 람다는 호출되지 않을 수 있으므로 이러한 할당은 관련이 없습니다. 또는 메소드를 “out”으로 전달하여 메소드가 정상적으로 리턴 될 때 지정되었다고 가정 할 수 있습니다. 이것들은 로컬이 할당되는 매우 명확한 지점이며 로컬이 선언 된 것과 동일한 방법으로 바로 거기에 있습니다. 현지인에 대한 명확한 할당을 결정하려면 현지 분석 만 필요합니다 . 분석법은 분석법에서 백만 줄 미만의 코드보다 훨씬 짧은 경향이 있으므로 전체 분석법을 분석하는 것은 매우 빠릅니다.

이제 필드는 어떻습니까? 물론 생성자에서 필드를 초기화 할 수 있습니다. 또는 필드 이니셜 라이저. 또는 생성자가 필드를 초기화하는 인스턴스 메소드를 호출 할 수 있습니다. 또는 생성자가 필드를 구체화하지 않는 가상 메소드를 호출 할 수 있습니다. 또는 생성자가 필드를 초기화하는 다른 클래스 ( 라이브러리에 있을 수 있음) 에서 메소드 를 호출 할 수 있습니다 . 정적 필드는 정적 생성자에서 초기화 될 수 있습니다. 정적 필드는 다른 정적 생성자에 의해 초기화 될 수 있습니다 .

본질적으로 필드의 이니셜 라이저는 아직 작성되지 않은 라이브러리에서 선언 될 가상 메소드 내부를 포함 하여 전체 프로그램의 어느 곳에 나 있을 수 있습니다 .

// Library written by BarCorp
public abstract class Bar
{
    // Derived class is responsible for initializing x.
    protected int x;
    protected abstract void InitializeX();
    public void M()
    {
       InitializeX();
       Console.WriteLine(x);
    }
}

이 라이브러리를 컴파일하는 것은 오류입니까? 그렇다면 BarCorp는 어떻게 버그를 해결해야합니까? x에 기본값을 할당하여? 그러나 이것이 컴파일러가 이미하는 일입니다.

이 라이브러리가 합법적이라고 가정하십시오. FooCorp가 쓰는 경우

public class Foo : Bar
{
    protected override void InitializeX() { }
}

입니다 그 오류? 컴파일러는 어떻게 알아낼까요? 유일한 방법은 런타임에 가상 메소드의 선택을 포함하는 경로를 포함 하여 프로그램을 통해 가능한 모든 경로 에서 모든 필드 의 초기화 정적을 추적 하는 전체 프로그램 분석 을 수행하는 것 입니다. 이 문제는 임의로 어려울 수 있습니다 . 수백만 개의 제어 경로를 시뮬레이션하여 실행할 수 있습니다. 로컬 제어 흐름을 분석하는 데는 마이크로 초가 걸리며 분석법의 크기에 따라 다릅니다. 전역 제어 흐름을 분석하는 데는 프로그램과 모든 라이브러리 의 모든 방법 이 복잡하기 때문에 시간이 걸릴 수 있습니다 .

그렇다면 전체 프로그램을 분석 할 필요가없고 훨씬 더 심하게 과대 평가하는 저렴한 분석을 수행해보십시오. 실제로 컴파일하는 올바른 프로그램을 작성하기가 어렵지 않은 알고리즘을 제안하면 디자인 팀이이를 고려할 수 있습니다. 나는 그런 알고리즘을 모른다.

이제 주석 작성자는 “생성자가 모든 필드를 초기화해야합니다”라고 제안합니다. 나쁜 생각이 아닙니다. 실제로 C #에 이미 structs 기능이 있다는 것은 나쁘지 않은 생각입니다 . ctor가 정상적으로 반환 할 때까지 모든 필드를 확실히 할당하려면 구조체 생성자가 필요합니다. 기본 생성자는 모든 필드를 기본값으로 초기화합니다.

수업은 어떻습니까? 음, 생성자가 필드를 초기화했다는 것을 어떻게 알 수 있습니까? ctor는 가상 메소드 를 호출 하여 필드를 초기화 할 수 있었고 이제는 이전과 같은 위치로 돌아 왔습니다. Structs에는 파생 클래스가 없습니다. 수업이 가능합니다. 모든 필드를 초기화하는 생성자를 포함하려면 추상 클래스가 포함 된 라이브러리가 필요합니까? 추상 클래스는 필드를 초기화 해야하는 값을 어떻게 알 수 있습니까?

John은 필드가 초기화되기 전에 ctor에서 호출 메소드를 금지하는 것을 제안합니다. 요약하자면, 우리의 옵션은 다음과 같습니다.

• 일반적이고 안전하며 자주 사용되는 프로그래밍 관용구를 불법으로 만듭니다.
• 고가의 전체 프로그램 분석을 수행하여 컴파일되지 않은 버그를 찾기 위해 컴파일에 몇 시간이 걸립니다.
• 기본값으로 자동 초기화합니다.

디자인 팀은 세 번째 옵션을 선택했습니다.

답변

string str;
var len1 = str.Length;
var array = new string[10];
var len2 = array[0].Length;

class Foo {
    private string Boo;
    public Foo() { /** bla bla bla **/ }
    public string DoSomething() { return Boo; }
}

public string Foo() {
   string Boo;
   return Boo; // triggers error
}

public string Foo() {
   string Boo;
   /* bla bla bla */
   if(Boo == null) {
      return "";
   }
   return Boo;
}