c# - C# 8.0 默认接口成员的意外行为

问题描述

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，因此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更改它从其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A是未声明为抽象时发生的情况。

上述代码的行为是在 C# 8.0 中设计的，还是某个错误的结果？如果有意，为什么只有在声明为 virtual（在但不是的情况下）并且仅在声明为抽象时才C隐式实现相应的成员？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，并且第一条评论中链接的讨论到目前为止还没有定论），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和类对于各自的类Program.C是私有的。特别是，该方法Program.C.Method应该不能从类外部访问Program。类的作者Program可能认为可以完全控制何时Program.C.Method调用方法，甚至可能不知道接口Library.I（因为它是私有的）。但是，它是从调用的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。被宣布为公开的事实Program.C.Method应该是无关紧要的。请参阅 Eric Lippert 的这篇博客文章，其中描述了一个不同但有些相似的场景。

标签： c#c#-8.0interface-implementationdefault-interface-member

解决方案

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。关键部分是关于如何定义实例（在您的示例 obj 中）或类型语法。

让我们从执行成员解析的 7.3 方式开始，并替换I obj = new C();为C obj = new C();运行时将打印以下输出： C.M1 C.M2

如您所见，WriteLine 都将结果打印为 C 类定义的实现。这是因为类型语法指的是一个类，而“第一行”实现是 C 类的实现。

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 那样被最派生的实现替换（未标记为虚拟）。

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（在 M2 而不是 M1 的情况下）且仅在 A 被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，该类仅要求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

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