为什么数组实现了IList接口？

Question

查看System.Array类的定义。

public abstract class Array : IList, ...

从理论上讲，我应该能够编写这一部分并感到满意

int[] list = new int[] {};
IList iList = (IList)list;

我也应该能够从 iList 调用任何方法。

 ilist.Add(1); //exception here

我的问题不是为什么我会得到一个异常，而是为什么数组实现了IList接口？

- oleksii

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好问题。我从来不喜欢臃肿的接口设计（这是此类设计的技术术语）。 - Konrad Rudolph

@Henk，请参见：http://blogs.msdn.com/b/bclteam/archive/2004/11/19/267089.aspx - Anthony Pegram

有人真的关心LSP吗？对我来说，它似乎相当学术化。 - Gabe

@Gabe，那么你需要处理更大的代码库。实现一个行为（继承接口），然后简单地忽略你不喜欢/无法支持的东西将导致臭味、混淆、强制转换最终：有缺陷的代码。 - Marius

@Gabe，这是指集合本身可以被改变而不是其包含的实体。您可以将自己的类成员设置为实现IRWList<>和IReadList<>的类型，内部使用它作为IRWList<>，并将其公开为IReadList。是的，您必须在某个地方放置复杂性，但我只是不明白这如何涉及到忽略LSP作为一个非常好的设计原则（虽然不知道IsReadOnly属性，这使得IList从消费者的角度更加复杂）。 - Marius

Answer 1

因为数组允许通过索引快速访问，而且只有IList/IList<T>支持此操作。因此，也许你真正的问题是“为什么没有支持索引器的常量集合接口？”对此我没有答案。

同时，也没有适用于集合的只读接口。我比缺少常量大小索引器接口更加需要这些只读接口。

在我看来，应该根据集合特性添加多个（通用）集合接口。这些接口的名称也应该不同，例如，使用索引器的列表称为List实在太愚蠢了。

• 仅枚举 IEnumerable<T>
• 只读但没有索引器（.Count，.Contains等）
• 可调整大小但没有索引器，例如 (Add，Remove等) 当前ICollection<T>
• 只读带索引器（索引器，indexof等）
• 大小恒定并带有索引器（具有setter的索引器）
• 带索引器的变量大小（Insert等）当前IList<T>

我认为当前的集合接口设计很糟糕。但由于它们具有告诉您哪些方法是有效的属性（这是这些方法契约的一部分），因此它不会破坏代换原则。

- CodesInChaos

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谢谢你的回答。但我宁愿保留原来的问题。原因很简单，接口是一个公共契约。如果有人实现了它，就必须完全实现所有成员，否则就会违反LSP，一般会出现问题，不是吗？ - oleksii

它确实破坏了LSP。如果它没有，list.Add(item)应该无论具体类型如何都会将item添加到列表中。除非是特殊情况。在数组实现中，它在非特殊情况下抛出异常，这本身就是一个不好的做法。 - Rune FS

@smelch 很抱歉，您对LSP理解有误。数组不实现add，因此在需要此功能时不能替换为具有此能力的内容。 - Rune FS

我承认从技术上讲它没有违反LSP，仅因为文档说明您应该检查IsFixedSize和IsReadOnly属性，但它明显违反了“告诉，不要问原则”和“最小惊讶原则”。当您打算对9个方法中的4个抛出异常时，为什么要实现接口呢？ - Matthew

原问题已经有一段时间了，但是现在在 .Net 4.5 中增加了额外的接口 IReadOnlyList 和 IReadOnlyCollection。 - Tobias

Answer 2

IList的文档中的备注部分说明：

IList 是ICollection接口的后代，并且是所有非泛型列表的基本接口。 IList 实现可以分为三种类别：只读、固定大小和可变大小。 只读 IList 不能被修改。 固定大小的 IList 不允许添加或删除元素，但允许修改现有元素。 可变大小的 IList 允许添加、删除和修改元素。

很明显，数组属于固定大小的范畴，因此根据该接口的定义是有意义的。

- Brian Rasmussen

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我猜他们最终可能会得到很多接口，如IListFixedSize（固定大小列表接口）、IListReadOnly（只读列表接口）等。 - Magnus

从文档的角度来看，那其实是一个不错的答案。但对我来说，它更像一个hack。接口必须是薄而简单的，这样类才能实现所有成员。 - oleksii

@oleksii: 我同意。接口和运行时异常并不是最优雅的组合。为了捍卫 Array，它确实显式实现了 Add 方法，这降低了意外调用它的风险。 - Brian Rasmussen

直到我们创建了一个禁止修改和添加/删除的IList实现，那么文档就不再正确了。 :P - Timo

@Magnus - 在 .Net 4.5 中，有额外的接口 IReadOnlyList 和 IReadOnlyCollection。 - RBT

Answer 3

因为并非所有的IList都是可变的（请参见IList.IsFixedSize和IList.IsReadOnly），而数组确实像固定大小的列表一样运作。

如果你真正想问的是“为什么它要实现一个非泛型接口”，那么答案是在泛型出现之前就存在了。

- user541686

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不会违反LSP，因为接口IList本身就告诉你它可能不可变。如果它确实保证是可变的，而数组告诉你它不是，那么才会违反规则。 - user541686

实际上，在泛型 IList<T> 的情况下，数组确实会破坏 LSP，而在非泛型 IList 的情况下不会破坏它：http://enterprisecraftsmanship.com/2014/11/22/read-only-collections-and-lsp/ - Vladimir

@joe: 我不认为有一种方法，但你可以尝试将其转换为IList并检查。不过你应该在一个单独的问题中问这个。 - user541686

Answer 4

这是我们从处理只读集合并不清楚Array是否为只读的时代遗留下来的。IList接口中有IsFixedSize和IsReadOnly标志。IsReadOnly标志表示集合根本无法更改，而IsFixedSize表示集合允许修改，但不允许添加或删除项。

在.Net 4.5时，明确需要一些“中间”接口来处理只读集合，因此引入了IReadOnlyCollection和IReadOnlyList。

这里有一篇很好的博客文章描述了细节：.NET中的只读集合。

- Vladimir

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数组不是只读的，您可以在索引处设置值。数组只有固定的大小，但没有“IFixedSizeList”。 - Wouter

Answer 5

此外，LINQ 的实现细节为 IList 进行了最后的检查，如果它没有实现 list，则需要进行两个检查来减慢所有 Last 调用，或者在数组上使用 O(N) 的 Last。

- user1496062

Answer 6

IList接口的定义是“表示一组非泛型对象，可以通过索引单独访问”。数组完全满足这个定义，因此必须实现该接口。 调用Add()方法时出现异常：“System.NotSupportedException：集合大小固定”，这是因为数组无法动态增加其容量。其容量在创建数组对象时被定义。

- meir

Answer 7

将数组实现IList（以及传递地，ICollection）简化了Linq2Objects引擎，因为将IEnumerable转换为IList / ICollection也适用于数组。

例如，Count（）最终调用Array.Length，因为它被强制转换为ICollection并且数组的实现返回Length。

如果没有这个，Linq2Objects引擎将不会对数组进行特殊处理，并表现得非常糟糕，或者他们需要加倍的代码来添加数组的特殊情况处理（就像他们为IList所做的那样）。他们必须选择使数组实现IList。

这是我的看法。

- Herman Schoenfeld

Answer 8

Array 只是 IList 的许多可能实现之一。

由于代码应该松散耦合，依赖于抽象等等... 使用连续内存（数组）来存储其值的 IList 的具体实现称为 Array。我们不会将 IList 添加到 Array 类中，这只是错误的推理顺序；Array 作为数组实现了 IList。

异常正是接口定义的内容。如果您知道整个接口而不仅仅是单个方法，则不会感到惊讶。接口还提供了检查 IsFixedSize 属性并查看是否可以安全调用 Add 方法的机会。

- Wouter