为什么使用继承类型的泛型类没有检测到类约束？

Question

问问题的措辞很难，希望下面的代码片段能让事情变得清晰明了：

public class DemoClass<TBase> where TBase : class
{
    public void DemoMethod<T>(T target) where T : TBase
    {
        //The following line causes a design-time error: Type argument 'T' does not satisfy the 'Class' constraint for type parameter 'T'.
        WeakReference<T> demoRef = new WeakReference<T>(target);
    }
}

WeakReference需要满足class约束的类型T。到目前为止，一切都很好，但是......

为什么编译器无法检测到实际上T确实满足 T : TBase : class，因为（实际上）？

- mike

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继承的类型在哪里？TBase只是一个参数，保证是引用类型，它没有具体的类型。 - Selman Genç

@SelmanGenç T 被限制为类型 TBase，而 TBase 本身被限制为类类型。因此，T 本身应该被传递性地限制为类类型。 - poke

@poke 这并不是普遍的真实情况。任何 ValueType 都继承自 object，但它绝对不符合 class。 - InBetween

@InBetween 在那条评论中，我只是解释了OP提出这个问题的原因（这也对我有意义）。但是，正如我在下面的答案中解释的那样，我知道实际情况并非如此。 - poke

Answer 1

为什么编译器无法检测到T实际上确实满足(T : TBase : class)的条件呢？

因为这不是真的。除了Poke在他的答案中提到的内容，这也是非法的，因为所有值类型都继承自object：

 var dc = new DemoClass<object>();
 dc.DemoMethod(1); //woops, just attempted to create a WeakReference<int>

当涉及值类型时，你的推理就会崩溃。虚构的？是的，但完全合法，所以编译器别无选择，必须将你的代码视为非法。

更新

针对Jon Hana在下面的评论中提到的问题，即在上面的代码中T实际上不是int，而是object，并且1被隐式装箱，这绝对不是真的。考虑以下DemoMethod的变体：

public T DemoMethod<T>(T target) where T : TBase
{
    return target;
}

以下是代码：

var dc = new DemoClass<object>();
var i = dc.DemoMethod(1);

i 是 int 类型，而不是 object。此外，以下代码将正确执行：

long i = dc.DemoMethod(1);

这也证明了 T 不能是一个装箱的 int，因为隐式转换在运行时会失败；你不能将值类型拆箱为除其本身之外的任何类型。

当然，你也可以始终明确设置 T，这也可以正常编译：

dc.DemoMethod<int>(1);

- InBetween

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@JonHanna 这不是真的，如果你在方法内打印出 typeof(T)，你会看到它是 int。 - poke

@JonHanna，那绝对不是真的，请看我回答中的更新。 - InBetween

Answer 2

让我们来查看文档，了解 T : class 到底是什么意思：

where T : class

类型参数必须是引用类型；这同样适用于任何类、接口、委托或数组类型。

不幸的是，如果 T 是一个接口，这个限制已经被满足了。因此，你可以构造一个简单的示例，证明应用 T : class 转移性将不起作用：

public interface ITest { }
public struct Test : ITest { }

如果您现在创建一个 DemoClass<ITest>，那么您就满足了类型约束，因为此处的 ITest 是一个“类”。但是当您调用方法 DemoMethod<Test> 时，尽管 Test 继承自 ITest，但您没有 T 的引用类型。

总体而言，这些特殊的泛型类型约束并不遵循继承规则。这就是为什么它们被单独定义并且还没有被类型系统所建立。它们存在的特殊语法是因为类型系统无法以其他方式表达这些限制。

- poke