为什么C#编译器可以"看到"未引用的DLL中的类的静态属性,而不是实例方法？

Question

我的问题的前提,用简单的英语:

• 名为的库Foo取决于名为的库Bar
• Foo中的一个类扩展了Bar中的一个类
• Foo定义了简单地传递给Bar的属性/方法
• 应用程序仅FooBar依赖于Foo

请考虑以下示例:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Foo foo = Foo.Instance;

        int id = foo.Id; // Compiler is happy
        foo.DoWorkOnBar(); // Compiler is not happy
    }
}

Foo定义如下

public class Foo : Bar
{
    public new static Foo Instance { get => (Foo)Bar.Instance; }

    public new int Id { get => Bar.Id; }

    public void DoWorkOnBar()
    {
        Instance.DoWork();
    }
}

条形图定义如下

public class Bar
{
    public static Bar Instance { get => new Bar(); }

    public static int Id { get => 5; }

    public void DoWork() { }
}

这部分完全让我感到困惑:

没有参考Bar图书馆

• FooBar 可以检索由Bar(或至少它编译)提供的ID
• FooBar 不能要求Foo做最终完成的工作Bar

与之关联的编译器错误foo.DoWorkOnBar();是

"Bar"类型在未引用的程序集中定义.您必须添加对程序集"Bar,Version 1.0.0.0,Culture = Neutral,PublicKeyToken = null"的引用.

为什么编译器中似乎存在差异？

我会假设这些操作都不会在没有FooBar添加引用的情况下编译Bar.

Answer 1

首先，注意实现的Foo.Id和Foo.DoWorkOnBar是无关的; 编译器将foo.Id与foo.DoWorkOnBar()不同的，即使实现不能访问Bar：

// In class Foo:
public new int Id => 0;
public void DoWorkOnBar() { }

foo.Id编译成功但foo.DoWorkOnBar()没有成功的原因是编译器使用不同的逻辑¹ 来查找属性与方法。

对于foo.Id，编译器首先查找名为Idin的成员Foo。当编译器看到它Foo有一个名为 的属性时Id，编译器会停止搜索并且不会费心查看Bar。因为在派生类中的属性的影子投射相同名称的所有成员在基类中的编译器可以执行这种优化，所以foo.Id总是引用Foo.Id，不管是什么成员可能被命名Id的Bar。

对于foo.DoWorkOnBar()，编译器首先查找名为DoWorkOnBarin的成员Foo。当编译器看到Foo有一个名为 的方法时DoWorkOnBar，编译器会继续在所有基类中搜索名为 的方法DoWorkOnBar。编译器这样做是因为（与属性不同）方法可以重载，并且编译器以与 C# 规范中描述的基本相同的方式实现²重载解析算法：

1. 从“方法组”开始，该“方法组”由DoWorkOnBar声明的所有重载集合Foo 及其基类组成。
2. 将集合缩小到“候选”方法（基本上，其参数与提供的参数兼容的方法）。
3. 删除任何被派生程度更高的类中的候选方法遮蔽的候选方法。
4. 选择剩余候选方法中的“最佳”。

第 1 步触发您添加对程序集的引用的要求Bar。

C# 编译器能否以不同的方式实现算法？根据 C# 规范：

上述解析规则的直观效果如下：要定位方法调用所调用的特定方法，从方法调用所指示的类型开始，沿继承链向上，直到至少有一个适用的、可访问的、不可覆盖的找到方法声明。然后对该类型中声明的一组适用的、可访问的、非覆盖的方法执行类型推断和重载解析，并调用由此选择的方法。

所以在我看来答案是“是”：C# 编译器理论上可以看到Foo声明了一个适用的DoWorkOnBar方法，而不用费心去查看Bar. 然而，对于 Roslyn 编译器，这将涉及对编译器的成员查找和重载解析代码的重大重写——考虑到开发人员可以轻松地自行解决此错误，这可能不值得付出努力。

TL;DR — 当您调用一个方法时，编译器需要您引用基类程序集，因为这是编译器的实现方式。

¹ 请参阅Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Binder 类的 LookupMembersInClass 方法。

² 请参阅Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.OverloadResolution 类的 PerformMemberOverloadResolution 方法。