C#中模糊的用语: primitive type 考源

经常在.NET/C#相关的资料中看到一个词: "Primitive type", 但是技术作家或译者都在以一种不那么严谨的方式在使用这个词, 似乎它的意思是不言自明的.

C#中可以直接使用 int, long, char来定义一个简单类型, 这3个无疑属于 primitive type, 容易形成的模糊印象是:

编译器parse 源代码时直接支持其类型的某种简写形式的类型是primitive type. 比如int是对System.Int32的简化
"简单"类型是primitive type.
primitive type都是value type.

但论及C#中类型的资料都会接下来说到 value type, reference type, 那么 primitive type又跟这两种非此即彼的分类法有什么关系, 一个疑问是:
string 也是个 reference type(别奇怪, 我保证)
但看起来它也是由C#编译器直接支持的关键字, 它的使用频率不亚于int, 好象也应该是 primitive type.

想搞清楚定义当然要找<<C# Programming Language>>, 作者是C#设计者本人, 但奇怪的是, 这本书中仅有两处用到了 primitive这个词:

而且, 没有对什么是 primitive types作出定义. 也是以一种随意的方式在使用, 没把它当成专有术语.

同样是该书, 把上面提到的int, long之类称为"simple type":

注意这里有13个, 简单类型显然必需是值类型, 因为简单即是相对引用类型在内存管理的复杂性上而言.

接近于给出定义的是牛人 Jeffrey Richter 在MSDN上的一篇文章中给出的:

这个词的概念至此慢慢清晰起来:
所谓primitive , 在金山词霸里的意思摘录如下:

"天生"的意思最为接近, 翻译Jeffrey Richter的Applied .NET Framework第一版的 李建忠译为"基元"类型, 我觉得"原生"更能传达这个意思. 所谓"天生", 所谓"属于自然力量" 在C#的语境里就是编译器所直接支持, 它的力量来自C#编译器, 不是大自然, 因为编译器为它们提供了来自 CTS类型系统中的别名. 如果仅从这一点来理解, 事情就简单了. 但是根据这个定义, 前面列出的13个类型并没有列出所有的 primitive type, 除此之外还有 string和object, 注意这两个可都是reference 类型, 这首先打破了第一个容易形成的错误印象:

•  primitive type都是值类型, 或primitive type都是简单类型.

另一本书:

by Richard Conway et al.	ISBN:1590592573
Apress © 2003

的第一章有一个小标题, 也是专述 Primitive types:

注意这里列出的是15种类型, 多了object和string, 这个结果跟Jeffrey Richter的定义是一致的. 但这本书中没有类型定义的方式来说明什么是primitive type, 而是列举所有的primitive type, 然后说明其特征, 它总结说这个类型享有来自语言本身的直接支持:

• Literal syntax 字面值语法
• Operator support
  

依我看, 操作符支持不能算, 因为C#也支持操作符重载, 自定义类型包括值类型也可以重载操作符, 比如Size类型, 是值类型, 不是primitive 类型, 但是也可以直接使用+号操作符.

这本书里有一句话类似于Jeffrey Richter的定义:
Each of these primitive types is actually just a synonym for a standard type in the .NET Framework's System namespace.

结论:类型分类

至此, 要对C#中类型进行分类, 可以根据不同的分类标准来:
值类型, 或引用类型, 非此即彼, 两者合在一起构成类型的全集.
primitive 类型, 或非 primitive 类型.

把这看成两种不同的分类标准就好办了, 不如此, 就会出现类似下面的情形:
男人, 女人
老年人, 非老年人
讨论primitive 是否一定是值类型, 正如讨论老年人是否一定是男人一样.

澄清概念的命题陈述

• primitive type是指编译器由提供类型别名的某个CTS类型, 其中包括值类型和引用类型
• primitive type不一定都是符合CLS规范(用于保证不同.NET语言互操作性), 如decimal
• 对primitive type提供的特别的通过字面值来构造类型的语法只是语法上的方便

正如Jeffrey所说,
int i = 5;
与
System.Int32 i = new System.Int32(5);
在编译后生成的IL代码是一样一样一样的.

来自微软的矛盾

下面的内容来自MSDN中Type.IsPrimitive 这个Property:

注意这里没有用etc, 而且全部列举, 特别注意没有string和object, 而且, 没有decimal. 总共12个.

Type类在类库中绝不是一个可有可无的角色, 其IsPrimitive属性这么定义显然更具说服力. 因为C# spec的ECMA规范中也只是在少数几处使用primitive, 并没有定义.

下面是实测结果:

代码如下:

//Purpose: test what is a primitive type

using System;
using System.Reflection;
using System.Diagnostics;

namespace Slimzhao.Csharp.Test.PrimitiveType
{
class Test
{
  public static void Main(string[] args)
  {
    try
    {
        string[] type_names = {
            "System.Int16",
            "System.UInt16",
            "System.Int32",
            "System.UInt32",
            "System.Int64",
            "System.UInt64",
            "System.Byte",
            "System.SByte",
            "System.Char",
            "System.Boolean",
            "System.Single",
            "System.Double",
            "System.Decimal",
            "System.String",
            "System.Object",
        };
        int i = 1;
        foreach(string type_str in type_names )
        {
            Type t = Type.GetType( type_str );
            Console.WriteLine( string.Format("{2,-3} {0,-15} is {1,-5}primitive type.", t,
                        t.IsPrimitive
                        ? ""
                        : "not "
                        , (i++).ToString() + "."
                        ) );
        }
    }
    catch(Exception e)
    {
      Console.WriteLine( e.ToString() );
    }
  }
}
}