C# 8.0 默认接口成员的意外行为

Question

考虑以下代码：

interface I {
    string M1() => "I.M1";
    string M2() => "I.M2";
}

abstract class A : I {}

class C : A {
    public string M1() => "C.M1";
    public virtual string M2() => "C.M2";
}

class Program {
    static void Main() {
        I obj = new C();
        System.Console.WriteLine(obj.M1());
        System.Console.WriteLine(obj.M2());
    }
}

它在 .NET Core 3.1.402 中产生以下意外输出：

I.M1
C.M2

类A没有 的成员的隐式或显式实现I，所以我希望默认实现用于C，因为C继承了 的接口映射A并且没有显式地重新实现I。根据 ECMA-334 (18.6.6) 和 C# 6.0 语言规范：

一个类继承其基类提供的所有接口实现。

如果不显式地重新实现接口，派生类就不能以任何方式改变它从基类继承的接口映射。

特别是，我希望得到以下输出：

I.M1
I.M2

这确实是当A未声明为抽象时会发生的情况。

上面代码的行为是在 C# 8.0 中设计的，还是某些错误的结果？如果有意，为什么方法 in仅在声明为 virtual （在但 not 的情况下）并且仅在声明为抽象时C隐式实现各自的成员？IM2M1A

编辑：

虽然我仍然不清楚这是一个错误还是一个功能（我倾向于认为这是一个错误，到目前为止第一条评论中链接的讨论尚无定论），但我想出了一个更危险的场景：

class Library {
    private interface I {
        string Method() => "Library.I.Method";
    }
    
    public abstract class A: I {
        public string OtherMethod() => ((I)this).Method();
    }
}

class Program {
    private class C: Library.A {
        public virtual string Method() => "Program.C.Method";
    }
    
    static void Main() {
        C obj = new C();
        System.Console.WriteLine(obj.OtherMethod());
    }
}

请注意，接口Library.I和类对各自的类Program.C是私有的。特别是，该方法Program.C.Method应该是无法从类外部访问的Program。类的作者Program可能认为可以完全控制Program.C.Method调用方法的时间，甚至可能不知道接口Library.I（因为它是私有的）。但是，它从 被调用Library.A.OtherMethod，因为输出是：

Program.C.Method

这看起来像是一种脆弱的基类问题。Program.C.Method被宣布为公开的事实应该是无关紧要的。请参阅 Eric Lippert 的这篇博客文章，它描述了一个不同但有些相似的场景。

Answer 1

自 C# 8.0 引入以来，支持接口的默认实现。通过此介绍，实现成员的查找过程已针对接口进行了更改。关键部分是如何定义实例（在您的示例 obj 中）或类型语法。

让我们从进行成员解析的 7.3 方法开始，并将其替换I obj = new C();为C obj = new C();当运行时，将打印以下输出： C.M1 C.M2

正如您所看到的，两个 WriteLine 都将结果打印为类 C 定义的实现。这是因为类型语法引用了一个类，而“第一行”实现是类 C 的实现。

现在，当我们将其改回时，I obj = new C();我们会看到不同的结果，即： I.M1 C.M2 这是因为虚拟和抽象成员没有像 M1（未标记为虚拟）那样被最派生的实现替换。

现在主要问题仍然存在，为什么 C 中的方法仅在声明为虚拟时（在 M2 而不是 M1 的情况下）并且仅在 A 声明为抽象时才隐式实现 I 的相应成员？

当类 A 是非抽象类时，它“主动”实现接口，而当它是抽象类时，该类仅需要继承抽象类的类也实现接口。当我们查看您的示例时，我们不能这样写：|

A obj = new C();

System.Console.WriteLine(obj.M1()); // Method M1() is not defined

有关更多信息，您可以查看此处：https://github.com/dotnet/roslyn/blob/master/docs/features/DefaultInterfaceImplementation.md

以下是他们的结果的一些变化：

I obj = new C(); // with A as abstract class 结果是 I.M1 C.M2

I obj = new C(); // with A as class 结果是 I.M1 I.M2

C obj = new C(); // with or without A as abstract class 结果是 C.M1 C.M2

I obj = new A(); // with A as class 结果是 I.M1 I.M2