C#构造函数默认值提供时机及相关构造逻辑咨询

背景 #

正在将以下C#代码移植到TypeScript（刚接触C#）：

namespace R3.Geometry
{
    public class Tile
    {
        public Tile()
        {
            Isometry = new Isometry();
            EdgeIncidences = new List<Tile>();
            VertexIndicences = new List<Tile>();
        }

        public Tile( Polygon boundary, Polygon drawn, Geometry geometry )
            : this()
        {
            Boundary = boundary;
            Drawn = drawn;
            Geometry = geometry;
            VertexCircle = boundary.CircumCircle;
        }

        public Isometry Isometry { get; set; }
        public Polygon Boundary { get; set; }
        public Polygon Drawn { get; set; }
        public CircleNE VertexCircle { get; set; }
        public Geometry Geometry { get; set; }

        public Tile Clone()
        {
            Tile newTile = new Tile();
            newTile.Boundary = Boundary.Clone();
            newTile.Drawn = Drawn.Clone();
            newTile.VertexCircle = VertexCircle.Clone();
            newTile.Geometry = Geometry;
            return newTile;
        }

        // ...rest...
    }
}

已了解get; set属性无默认值，第二个构造函数的: this()表示先调用无参构造函数，针对以下疑问解答：

疑问1：若仅调用无参构造函数创建Tile实例，Boundary、Drawn等属性未初始化，此时调用Clone方法中的Boundary.Clone()是否会报错？ #

• 会报错。C#中引用类型的默认值是null，无参构造没有给Boundary、Drawn等属性赋值，所以这些属性的值都是null。调用null对象的Clone()方法会直接抛出NullReferenceException。

疑问2：调用无参构造函数时，是否会通过默认参数调用其他构造函数？Boundary等属性是否会被自动初始化？ #

• 不会调用其他构造函数，无参构造是独立执行的。Boundary这类引用类型属性不会自动初始化，默认值为null；只有值类型（比如int、bool）才会自动设置为对应默认值。只有在构造函数中显式赋值，这些引用类型属性才会被初始化。

疑问3：如下TilingConfig结构体的两个构造函数均使用: this()，其含义是什么？ #

public struct TilingConfig
{
    public TilingConfig( int p, int q, int maxTiles ) : this() 
    {
        SetupConfig( p, q, maxTiles );
    }

    public TilingConfig( int p, int q ) : this()
    {
        if( Geometry2D.GetGeometry( p, q ) != Geometry.Spherical )
            throw new System.ArgumentException();

        SetupConfig( p, q, PlatonicSolids.NumFacets( p, q ) );
    }

    // no more constructors.
}

• 对于C#结构体（struct），自定义构造函数后，默认的无参构造不会自动生效。: this()的作用是强制触发结构体的默认初始化逻辑，把所有字段设置为对应类型的默认值（引用类型为null，值类型如int为0、bool为false等）。这么做是为了避免结构体存在未初始化的字段，导致编译或运行时错误。

疑问4：构造函数参数中的复杂对象（如Polygon boundary）是否会被默认初始化？ #

• 不会。构造函数的参数值完全由调用者传入决定，C#不会自动为参数创建实例。如果调用构造时传入null，那boundary参数就是null；必须由调用者传入一个有效的Polygon实例，参数才会指向该对象。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lance Pollard