基类与接口混合继承的声明问题 [C#, Design]

基类与接口混合继承的声明问题 [C#, Design]

Updated on Friday, November 19, 2004

Written by Allen Lee

1. 问题初现

今天，查看《接口继承的声明问题》一文的反馈，发现Ninputer留下这样一道题：

如果有 class A : Interface1 那么 class B : A, Inteface1 和 class B : A 会出现什么不同的情况呢。编译器在IL级别是用什么手段实现这个功能的呢？

2. 探索问题 & 理解问题

解决问题的过程既是一个探索的过程也是一个推理论证的过程。OK，下面我尝试用反证法来探索这个问题。

首先，我假设问题中B类的两种继承方式有着一样的效果，并试着寻找它们的不一样。为了了解这两种方式的效果，我把上面代码补充完整：

interface IC {}

class A:IC {}

class B1:A {}

class B2:A,IC {}

class Program
{
staticvoidMain()
{
Aa=newA();
B1b1=newB1();
B2b2=newB2();

Console.WriteLine(aisIC);
Console.WriteLine(b1isA);
Console.WriteLine(b1isIC);
Console.WriteLine(b2isA);
Console.WriteLine(b2isIC);

}
}

代码运行的结果是：

• True
• True
• True
• True
• True

我们对此结果毫无疑问，那么这是否代表着B1和B2之间没有区别？如果上面的代码作为推理前提在客观上已经足够充分，那么答案是肯定的。但我无法知道论据是否已经达到充分的程度。于是，我把上面的代码修改一下，为类和接口其添加一些成员并观察一下它们所表现出来的行为：

interface IC
{
voidM();
}

class A:IC
{
voidIC.M()
{
Console.WriteLine("InclassA");
}
}

class B1:A {}

class B2:A,IC {}

class Program
{
staticvoidMain()
{
ListIC>cs=newListIC>();
cs.Add(newA());
cs.Add(newB1());
cs.Add(newB2());

foreach(ICcincs)
c.M();
}
}

程序能够正常编译，运行结果是：

• In class A
• In class A
• In class A

OH, MY GOD! 怎么效果又一样！难道B1跟B2真的没区别？？我再把代码修改一下：

interface IC
{
voidM();
}

class A:IC
{
voidIC.M()
{
Console.WriteLine("InclassA");
}
}

class B1:A
{
voidIC.M()
{
Console.WriteLine("InclassB1");
}
}

class B2:A,IC
{
voidIC.M()
{
Console.WriteLine("InclassB2");
}
}

Oh，代码无法编译，编译器发脾气了：

'B1.IC.M()': containing type does implement interface 'IC'

换句话，我们不能再B1里面重新实现IC.M方法，我们只能默默地接受从继类继承而来的那一个了！再修改一下：

interface IC
{
voidM();
}

class A:IC
{
voidIC.M()
{
Console.WriteLine("InclassA");
}
}

class B1:A {}

class B2:A,IC
{
voidIC.M()
{
Console.WriteLine("InclassB2");
}
}

class Program
{
staticvoidMain()
{
ListIC>cs=newListIC>();
cs.Add(newA());
cs.Add(newB1());
cs.Add(newB2());

foreach(ICcincs)
c.M();
}
}

这些编译正常通过了，得到的结果是：

• In class A
• In class A
• In class B2

3. 得出结论 & 新问题展现

好吧，有结果了，B1和B2两种继承方式的效果的确不同，具体体现在多态行为上（有关多态的介绍，你可以参见《今天你多态了吗？》一文）。B1是个可怜虫，它必须接受A对IC.M的实现，无法改变这种命运；然而B2就不同，它有权选择接受还是拒绝，当然，拒绝的条件是提供有自己特色的实现。

4. 探索新问题 & 解决新问题

那么，我们如何纠正这种非预期的多态行为呢？一个简单的回答就是把B1的声明改成跟B2的一样。但这样，所有继承于A的派生类都必须照做，没得商量！还有其他的办法吗？有的，请先看如下代码：

interface IC
{
voidM();
}

class A:IC
{
voidIC.M()
{
this.M();
}

publicvirtualvoidM()
{
Console.WriteLine("InclassA");
}
}

class B1:A
{
publicoverridevoidM()
{
Console.WriteLine("InclassB1");
}
}

class B2:A,IC
{
publicoverridevoidM()
{
Console.WriteLine("InclassB2");
}
}

class Program
{
staticvoidMain()
{
ListIC>cs=newListIC>();
cs.Add(newA());
cs.Add(newB1());
cs.Add(newB2());

foreach(ICcincs)
c.M();
}
}

运行结果为：

• In class A
• In class B1
• In class B2

这样，多态的效果就如我们所愿了！当然，现在B2声明中的IC又显得有点多余了，但你可以轻松把它拿掉！另外，如果测试程序换成：

class Program
{
staticvoidMain()
{
ListA>ace=newListA>();
ace.Add(newA());
ace.Add(newB1());
ace.Add(newB2());

foreach(Aainace)
a.M();
}
}

结果还是一样！

5. 是的，我说谎了。[New]

或许你已经注意到，在上面的整个过程中，我做了一个最大的假设，那就是我可以任我喜欢修改A的源代码！也因为这样，我可以轻松的纠正这些非预期的多态行为。但实际的情况是，我们不会每次都那么幸运。如果我们仅仅得到一个包含类A和接口IC的程序集呢？那么，我们就需要使用到接口的重新映射了。实际上，B2就是使用这种技巧。还是让我们来看看具体的情况：

1. 接口IC的规格不变。
2. 我们只知道类A的声明以及它的成员列表和对应的输出：

Class	class A : IC	Output
Method	public void M();	In class A
Method	void IC.M();	In class A

现在我需要实现一批继承于A的派生类，但我不希望同时继承A的对应方法的实现，我该怎么做？很简单，首先创建一个类AX继承自类A和接口IC，并在AX里面处理好相关的事宜，接着让那批派生类继承于AX：

class AX:A,IC
{
//这里使用new是声明其与基类的同名方法M没有任何瓜葛。
//使用virtual是为后代的继承打下铺垫。

publicnewvirtualvoidM()
{
Console.WriteLine("InclassAX");
}

voidIC.M()
{
this.M();
}
}

class B1:AX
{
publicoverridevoidM()
{
Console.WriteLine("InclassB1");
}
}

class B2:AX
{
publicoverridevoidM()
{
Console.WriteLine("InclassB2");
}
}

好吧，然我们来看看测试程序：

class Program
{
staticvoidMain(string[]args)
{
ListIC>cs=newListIC>();
cs.Add(newA());
cs.Add(newAX());
cs.Add(newB1());
cs.Add(newB2());

foreach(ICcincs)