使用指定类型实现通用接口

Question

我有一个有趣的情况，我想使用一个基类，利用类型参数来实现接口，并通过继承类保持代码简洁。

public interface ICalculator
{
    void Process(ICalculationModel calculationModel);
}

public abstract class CalculatorBase<T> :ICalculator where T : ICalculationModel
{
     // Compiler moans that Process(ICalculationModel calculationModel) isn't implemented
     public abstract void Process(T calculationModel);
}

public class PipeworkInspections : CalculatorBase<GasSafetyModel>
{
    public override void Process(GasSafetyModel documentModel){
        //snip
    }
}

有没有什么我在通用的“where”子句或其他方面遗漏的东西？在我的想法中，这应该可以工作。或者编译器需要与接口定义完全相同的实现吗？

我不能轻易地将类型参数移动到ICalculator中，因为有很多地方使用它而不需要泛型。

那就清楚了。感谢您提供的信息。现在显然的解决方案是让接口带上类型参数。但是，ICalculator在许多地方都被使用，并且只被引用为“ICalculator”，如果我在引用ICalculator的接口中省略类型参数，则会出现编译器错误...是否有一种应该有效的架构方式？

- Ben Ford

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我认为它必须与“ICalculator”中的内容完全相同。然而，由于我主要从事Java开发而不是C#，所以我不能确定。 - Powerlord

这是行不通的，因为你可以这样做 ICalculator c = new PipeworkInspections(); c.Process(new OtherModel()) ，这是不安全的。你最好的做法是实现 ICalculator.Process，然后在泛型实现中进行转换。 - Lee

Answer 1

在我脑海里，这应该可以工作。

问题在于你的想法！ :-) 这是不可行的。让我们看看为什么。

interface ICage
{
    void Enclose(Animal animal);
}
class ZooCage<T> : ICage where T : Animal
{
    public void Enclose(T t) { ... }
}
...

var giraffePaddock = new ZooCage<Giraffe>();
var cage = (ICage)giraffePaddock;
var tiger = new Tiger();
icage.Enclose(tiger);

现在长颈鹿围栏里有一只老虎，对于老虎来说生活很美好，但对于长颈鹿来说却很糟糕。这就是为什么这是非法的。

或者编译器是否需要与接口定义完全相同的实现？

实现接口成员的成员必须完全匹配所实现方法的签名。例如，您不能使用返回类型协变：

interface I
{
    Animal GetAnimal();
}
class C : I
{
    public Giraffe GetAnimal() { ... } // not legal.
}

合同要求一个动物，你提供了一只长颈鹿。从逻辑上讲应该可以，但在C#中这是不合法的。（在C++中则合法。）

有关返回类型协变性的原因，请参见本网站上的许多问题。

参数类型逆变也是如此。

interface I
{
    void PutMammal (Mammal mammal);
}
class C : I
{
    public PutMammal(Animal animal) { ... } // not legal.
}

再次说明，逻辑上说得通；合同要求您带一只哺乳动物，而这里带来的是任何动物。但这并不合法。

C#中存在一些协变和逆变操作；可以查看本站关于这些主题的众多问题，或者浏览ericlippert.com或我的以前的msdn博客上的协变和逆变文章。

- Eric Lippert

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你知道有哪些语言允许接口的实现（或道德等效物）在方法参数方面是逆变的吗？我听说过一些具有返回类型协变性的语言（你刚提到了C ++），但没有参数逆变性。 - Servy

@Servy：也许是Eiffel？我记得听说过Eiffel有这个功能。不过我从未使用过Eiffel，所以不能确定。当然，在将方法转换为委托时，C#允许参数逆变性，这在某种程度上可以看作是一种道德等价物；你可以将委托视为一个名为Invoke的单方法接口。 - Eric Lippert

@Servy：我查了一下。Eiffel支持不安全参数协变，这就是为什么它一直在我脑海中。Sather是一种类似于Eiffel的语言，支持参数逆变。 - Eric Lippert

Answer 2

如果这个工作正常，那么你应该能够像这样说：

PipeworkInspections pipeworks = new PipeworkInspections();
ICalculator calculator = pipeworks;

NuclearPowerSafetyModel nuclearModel = new NuclearPowerSafetyModel();
calculator.Process(nuclearModel); // <-- Oops!

这可能不是你想要的...

- Sean

Answer 3

你的接口说明任何实现它的类将会提供这个方法：

void Process(ICalculationModel calculationModel);

显然，PipeworkInspections并没有。它没有一个接受任何ICalculationModel的Process方法。它只有一个接受ICalculationModel的特定实现的方法。因此，您的编译失败了。

- nvoigt

Answer 4

是的，你需要精确的实现。

作为替代方案，如果适用于您，您可以使interface和Process方法通用：

public interface ICalculator<T> where T : ICalculationModel
{
    void Process(T calculationModel);
}

public abstract class CalculatorBase<T> : ICalculator where T : ICalculationModel
{
    public abstract void Process(T calculationModel);
}

- Selman Genç

Answer 5

我同意Eric Lippert的回答：你不能这样做。他非常好地解释了为什么会发生这种情况。

如果你真的想这样做，你可以在抽象类中添加以下内容，它将编译通过：

void ICalculator.Process(ICalculationModel calcMod)
{
   Process((T)calcMod);
}

但是你需要知道你在做什么，否则你可能会在运行时遇到一些InvalidCastException。

- bastio84