声明一个接口，其中具体实现具有具体类型

Question

public interface ISomeInterface
{
    IOut SomeMethod(IIn aIn)
}

public class MyOut : IOut
{
    public string AnExtraProp {get; set;}
}

public class MyIn : IIn
{
    public string AnotherExtraProp {get; set;}    }
}

public class MyConcreteOfSomeInterface : ISomeInterface
{
     public MyOut SomeMethod(MyIn aIn)
     {
     }
} 

是否可以让许多类（例如 MyConcreteOfSomeInterface、MyConcrete2OfSomeInterface，...）实现一个接口（例如 ISomeInterface），但仍具有具体类型的参数（例如 MyIn、MyOut 等）。

我意识到我可以声明：

public interface ISomeInterface<TIn, TOut>
{
    TOut SomeMethod(TIn aIn)
}

但由于 ISomeInterface 有很多方法，所以这是不切实际的。假设我需要添加其他方法 SomeMethod2 和 SomeMethod3 那么我最终会得到：

public interface ISomeInterface<TIn, TOut, TIn2, TOut2, TIn3, TOut3>
{
    TOut SomeMethod(TIn aIn)
    TOut2 SomeMethod(TIn2 aIn)
    TOut3 SomeMethod(TIn3 aIn)
}

所以声明很快就变得难以处理。

我可以使用什么设计模式来实现：

1. 许多实现接口 ISomeInterface AND 的具体类
2. 使用实现必要接口 IIn、IOut 的具体参数/返回值？

ISomeInteface 上有许多方法，具有不同类型的参数/接口组合。

Answer 1

让我们简化问题。假设我们有：

class Animal {}
class Giraffe : Animal {}
interface IFoo 
{
  Animal M(); 
}

那么我们可以有

class C : IFoo
{
  public Giraffe M() => new Giraffe();
}

很不幸的是，不行。接口实现必须完全匹配。

现在，您可能会想“嘿，界面要求返回一个动物，而我要返回一个动物，即长颈鹿，那么有什么问题呢？”

答案是没有问题。C# 可以有一个可以实现此功能的类型系统，并且此功能已被多次提出。它被称为“返回类型协方差”，如果您在这里进行搜索，您会发现很多关于它的问题。

然而 C# 没有这个功能，所以你运气不好。你能做的最好的事情是：

class C : IFoo 
{
  Animal IFoo.M() => this.M();
  public Giraffe M() => new Giraffe();
}

现在你很好了。该IFoo契约是显式实现的，并且类的公共表面具有更具体的签名。

同样，如果我们有：

interface IBar() 
{
  void N(Giraffe g); 
}

这是不合法的：

class D : IBar
{
  public void N(Animal g) { ... }
}

再说一遍，这是完全明智的。IBar 要求 DN 是您可以将长颈鹿传递给的物体，而 DN 是您可以将长颈鹿或任何动物传递给的物体。但同样，C# 不支持此功能。这称为形式参数逆变，只有极少数编程语言支持它。

搜索 C# 协方差和逆变，了解 C# 支持哪些类型的方差的详细信息。

另请注意，这不是类型安全的：

interface IBaz 
{
  void P(Animal a);
}
class E : IBaz
{
  public void P(Giraffe g) { } 
}

因为你需要能够说((IBaz)(new E())).P(new Tiger())。 IBaz说实现必须能够接受任何动物，因此您不能使用仅接受长颈鹿的方法来实现它。从逻辑上讲，返回类型变得更具体是安全的，但形式参数类型必须变得不那么具体。这就是为什么它是返回类型协方差而形式参数类型反方差的原因，因为可转换性的方向在相反情况下发生变化。