在继承类中重载方法

Question

我开始明白我不明白正在发生什么。在C#中有以下行为：

public class Base
{
    public void Method(D a)
    {
        Console.WriteLine("public void Method(D a)");
    }
}

public class Derived: Base
{
    public void Method(B a)
    {
        Console.WriteLine("public void Method(B a)");
    }
}

public class B { }

public class D: B { }

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Derived derived = new Derived();
        D d = new D();

        derived.Method(d);
    }
}

它将打印

public void Method(B a)

而不是

public void Method(D a)

这很令人惊讶。我认为这种行为的原因是方法表的实现。CLR如果在当前类型中找到相应的方法，就不会在基类中搜索方法。我认为他们试图提高性能。

但是下面的代码完全让我失望：

public class Base
{
    public virtual void Method(D a)
    {
        Console.WriteLine("public void Method(D a)");
    }
}

public class Derived: Base
{
    public override void Method(D a)
    {
        Console.WriteLine("public override void Method(D a)");
    }

    public void Method(B a)
    {
        Console.WriteLine("public void Method(B a)");
    }

}

public class B { }

public class D: B { }

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Derived derived = new Derived();
        D d = new D();

        derived.Method(d);
    }
}

它会打印

public void Method(B a)

而不是

public override void Method(D a)

这太可怕且难以预测了。

有人可以解释一下吗？

我认为方法表中仅包含当前类型实现的方法（不包括重写方法），并且CLR在找到任何可调用的方法后停止查找相应的方法。我对吗？

- Yaroslav

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在方法表中，它会寻找在方法被调用的特定类型中具有相应签名的方法，并且由于继承关系，它发现匹配项为d也是b，因此它忽略了被覆盖的方法。 - Ehsan Sajjad

@EhsanSajjad 这个问题是为什么编译器选择了一个重载而不是另一个。两者都是有效的方法调用，但编译器选择了其中一个。 - Servy

CLR 会在找到任何可调用的方法后立即停止寻找相应的方法，我说得对吗？但这与 CLR 无关。这完全是 C# 编译器基于 C# 规范所做出的编译时决策，而不是运行时做出的决策。 - Servy

Answer 1

我开始意识到我不明白正在发生什么。

因此，智慧始于这里。

这很糟糕且非常不可预测。

它既不糟糕也不可预测。相反，该特性旨在通过消除脆弱的基类故障的原因来减少不可预测性。

有人能解释一下吗？

请参阅我2007年关于此主题的文章。

https://blogs.msdn.microsoft.com/ericlippert/2007/09/04/future-breaking-changes-part-three/

简而言之是：派生类中的方法总是比基类中的方法更好；编写派生类的人更了解对象语义并处理的是更特定的情况，而编写基类的人则不然。

Servy指出我没有涉及您的第二点。为什么派生类中的覆盖方法不使“D”方法成为“派生类中的”方法？

虚方法被认为是在声明它们的类中的方法，而不是在最近覆盖它们的类中的方法。为什么？因为选择是否覆盖是类的实现细节，而不是公共表面的一部分。

我的意思是，想想看。你写了一些代码，它可以正常工作，然后你说，嘿，我要在类型层次结构中的某个地方创建一个新的（或删除一个旧的！）该方法的覆盖，结果突然影响到其他地方的重载解析？这正是C#试图消除的脆弱性。

请记住，C# 在设计时非常注重团队协作，因为它是为了在多人编辑代码的情况下而设计的。许多现代编程语言奇怪地设计成好像只有一个人编写所有代码，并且第一次就完美无缺；这并不现实。C# 的一些较为独特的功能，比如你所发现的那个，是为了帮助你在其他人编辑你的基类时保持程序行为的可预测性。

- Eric Lippert

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@Servy：虚方法被认为是声明它的类型的方法，而不是重载它的类型。但这是一个微妙的问题。我会在答案中添加注释。 - Eric Lippert

Answer 2

我可以看到这里有些混淆。Eric的回答如果能用一个例子更好地说明就好了。如果你按照以下方式更改代码...

public class Base
{
    public virtual void Method(D a)
    {
        Console.WriteLine("public void Method(D a)");
    }

    public void Method(B a)
    {
        Console.WriteLine("public void Method(B a)");
    }
}

public class Derived : Base
{
    public override void Method(D a)
    {
        Console.WriteLine("public override void Method(D a)");
    }

}

public class B { }

public class D : B { }

输出结果变成了"public override void Method(D a)"。

为什么呢？

正如Eric的文章所述...

如果派生类中有任何一个方法适用，则基类中的方法不是候选方法

由于Method（D）和Method（B）现在都在基类中，Method（D）已成为最接近的匹配项，在派生类中被重写，因此输出结果为此。

对于新手来说可能很困惑，对于经验丰富的开发人员也很困惑。我认为这里要点是设计不良，我不是在谈论CLR或C#编译器，它已经尽力帮助你了，我是在谈论您示例中的类。

我认为许多新手在面向对象编程中犯的常见错误是过度使用继承。 继承通常不是OOD中使用的首选关系。 当您开始研究OOP设计模式时，您会注意到许多模式不使用继承。

为什么？因为你的例子说明了使用继承可能会导致混淆，这被称为脆弱的继承。设计模式更常使用聚合和组合将问题空间分解成更易处理、可扩展和可管理的解决方案。

继承是一个强大的构造，像大多数强大的东西一样，应该谨慎地使用。

- Mick