关于子类返回类型的C#协方差

Question

有谁知道为什么C#不支持协变返回类型？即使在尝试使用接口时,编译器也会抱怨它是不允许的.请参阅以下示例.

class Order
{
    private Guid? _id;
    private String _productName;
    private double _price;

    protected Order(Guid? id, String productName, double price)
    {
        _id = id;
        _productName = productName;
        _price = price;
    }

    protected class Builder : IBuilder<Order>
    {
        public Guid? Id { get; set; }
        public String ProductName { get; set; }
        public double Price { get; set; }

        public virtual Order Build()
        {
            if(Id == null || ProductName == null || Price == null)
                throw new InvalidOperationException("Missing required data!");

            return new Order(Id, ProductName, Price);
        }
    }            
}

class PastryOrder : Order
{
    PastryOrder(Guid? id, String productName, double price, PastryType pastryType) : base(id, productName, price)
    {

    }

    class PastryBuilder : Builder
    {
        public PastryType PastryType {get; set;}

        public override PastryOrder Build()
        {
            if(PastryType == null) throw new InvalidOperationException("Missing data!");
            return new PastryOrder(Id, ProductName, Price, PastryType);
        }
    }
}

interface IBuilder<in T>
{
    T Build();
}

public enum PastryType
{
    Cake,
    Donut,
    Cookie
}

感谢您的回复.

Answer 1

首先,返回型逆变没有任何意义; 我想你在谈论返回类型的协方差.

有关详细信息,请参阅此问

C#是否支持返回类型协方差？

您想知道为什么没有实现该功能.phoog是正确的; 该功能未实现,因为此处没有人实现它.一个必要但不充分的要求是该功能的好处超过其成本.

费用相当可观.运行时本身不支持该功能,它直接影响我们使C#版本化的目标,因为它引入了另一种形式的脆弱基类问题,Anders认为它不是一个有趣或有用的功能,如果你真的想要它,你可以通过编写小帮助方法使它工作.(这正是C++的CIL版本所做的.)

好处很小.

高成本,小巧的功能以及简单的解决方法可以非常快速地进行分类.我们有更高的优先事项.

Answer 2

不能输出逆变通用参数,因为在编译时不能保证安全,C#设计者决定不延长对运行时的必要检查.

这是简短的答案,这里稍微长一点......

差异是什么？

方差是应用于类型层次结构的转换的属性:

• 如果转换的结果是保持原始类型层次结构的"方向"的类型层次结构,则转换是共变的.
• 如果转换的结果是反转原始"方向" 的类型层次结构,则转换是逆变量.
• 如果转换的结果是一堆不相关的类型,改造中 -variant.

什么是C#的差异？

在C#中,"转换"是"用作通用参数".例如,假设一个类Parent是由类继承的Child.让我们将这个事实表示为:Parent> Child(因为所有Child实例都是Parent实例,但不一定是反过来,因此Parent"更大").我们还说我们有一个通用接口I<T>:

• 如果I<Parent>> I<Child>,则T是协变的(原始"方向"在Parent和之间Child).
• 如果I<Parent>< I<Child>,则T是逆变的(原始"方向"反转).
• 如果I<Parent>与之无关I<Child>,则T是不变的.

那么,什么是潜在的不安全？

如果C#编译器实际同意编译以下代码...

class Parent {
}

class Child : Parent {
}

interface I<in T> {
    T Get(); // Imagine this actually compiles.
}

class G<T> : I<T> where T : new() {
    public T Get() {
        return new T();
    }
}

// ...

I<Child> g = new G<Parent>(); // OK since T is declared as contravariant, thus "reversing" the type hierarchy, as explained above.
Child child = g.Get(); // Yuck!

...这会在运行时导致问题:a Parent被实例化并分配给引用Child.既然Parent不是Child,这是错的!

最后一行在编译时看起来很好,因为I<Child>.Get声明返回Child,但我们无法在运行时完全"信任"它.C#设计者决定做正确的事情并在编译时完全解决问题,并避免任何运行时检查的需要(与数组不同).

(出于类似但"反向"的原因,协变通用参数不能用作输入.)

Answer 3

Eric Lippert在这个网站上写了一些关于方法覆盖的返回方法协方差的帖子,但我没有看到解决为什么该功能不受支持的问题.但他已经提到,没有计划支持它:https://stackoverflow.com/a/4349584/385844

Eric也喜欢说"为什么不支持X " 的答案总是一样的:因为没有人设计,实现和测试(等等)X . 这方面的一个例子是:https://stackoverflow.com/a/1995706/385844

缺乏这一特征可能有一些哲学原因; 也许埃里克会看到这个问题并启发我们.

编辑

正如Pratik在评论中指出的那样:

interface IBuilder<in T> 
{ 
    T Build(); 
} 

应该

interface IBuilder<out T> 
{ 
    T Build(); 
} 

这将允许您实施PastryOrder : IBuilder<PastryOrder>,然后您可以

IBuilder<Order> builder = new PastryOrder();

您可以使用两种或三种方法来解决问题,但是,正如您所指出的,返回方法协方差不是这些方法之一,并且这些信息都没有回答C#不支持它的问题.