为什么接口实现不能返回更具体的类型？答案

【问题标题】：Why can't an interface implementation return a more specific type?为什么接口实现不能返回更具体的类型？
【发布时间】：2012-05-29 09:44:40
【问题描述】：

如果一个接口指定了一个属性或方法来返回另一个接口，为什么不允许第一个接口的实现将返回类型“更改”为更具体的类型？

我们举个例子来说明：

interface IFoo
{
    IBar GetBar();
}
interface IBar
{ }

class Foo : IFoo
{
    // This is illegal, we are not implementing IFoo properly
    public Bar GetBar()
    {
        return new Bar();
    }
}

class Bar : IBar
{ }

我知道如何让它发挥作用，这不是我关心的。

我可以：

将GetFoo()的返回类型更改为IBar，或者
显式实现接口，只需从IFoo.GetBar() 方法调用GetBar

我真正要问的是不只是允许上面的代码编译的原因。是否存在上述不履行IFoo指定的合同的情况。

【问题讨论】：

还有第三种方式，比上面两种方式稍微方便一些。您可以使用抽象类来实现接口。然后，在你的“具体”类中继承抽象类而不是接口。然后在您的“具体”类中，您可以使用“new”关键字隐藏基本方法。它对我来说工作得很好。
我觉得 BrainSlugs83 的评论在这里是一个答案，因为它提供了一个不错的解决方法。

标签： c# interface language-design overloading

【解决方案1】：

通常情况下，我会说这是一个平衡好处与支持此类功能所增加的复杂性的案例。（所有功能都需要努力设计、记录、实现、测试，然后开发人员也需要接受有关它们的教育。）请注意，如果您想支持返回实现接口的值类型，可能会有一些显着的复杂性，例如（因为这会以不同的表示形式结束，而不仅仅是参考）。

在这种情况下，我不相信 CLR 甚至支持这样的功能，这使得 C# 很难干净地做到这一点。

我同意这将是一个有用的功能，但我怀疑它没有被认为足够有用，不足以保证所需的额外工作。

【讨论】：

乔恩我有问题吗？ 1分钟怎么写这么多？
+1 因为“...增加了...的复杂性”这一点，但我不确定它是否有用。毕竟接口是一个契约，如果你需要一个类似的方法，你可以显式地实现接口方法并添加另一个具有 required 返回类型的方法，所以......那是为了什么？
@Adriano：你可以，是的。但是你必须这样做很烦人，并且显式接口实现有其自身的缺点和复杂性。我尽可能避免显式接口实现，如果支持协变返回类型，那将是另一个我可以避免的地方:)
@NikhilAgrawal：并不是真的全部在一分钟内写完。我确实编辑并添加了更多信息......
@Adriano：考虑一个派生自另一个使用显式接口实现的具体类。如果您想覆盖该接口实现，但仍使用原始实现，则会遇到问题 - 您不能调用 base.Foo()，但转换为接口最终会递归回您的实现。它也不能很好地与dynamic 配合使用。

【解决方案2】：

您要询问的功能称为“返回类型协方差”。正如on Wikipedia 所指出的，Java 和 C++ 都有它，这也许让 C# 没有它令人惊讶。

Eric Lippert 在 cmets 中确认此答案未实施此功能，因为它被认为不值得实施。（此答案的先前修订版将这一决定的责任分配给了 Eric 个人；他说这是不正确的，如果有人对此负责，那就是 Anders Hejlsberg。）

无论如何，现在有各种建议将其添加到语言中（请参阅https://github.com/dotnet/roslyn/issues/357、https://github.com/dotnet/csharplang/blob/master/proposals/covariant-returns.md、https://github.com/kingces95/coreclr/issues/2），因此它可能会在未来几年内实施。根据这些讨论，听起来并没有什么深刻的理由说明 C# 中不应存在该功能原则上 - 相反，到目前为止，它从未被认为值得任何人努力实现。

【讨论】：

该功能是在我加入 C# 设计团队前几年添加到 Java 中的，所以当时没有考虑我的意见。当我在 C# 设计团队时，据我回忆，设计团队从未考虑过这个问题。因此，更准确地说，Anders 认为这不值得付出努力。我不认为这是一个坏特性，如果 C# 有它，我会使用它。我同意还有很多我会优先考虑的功能。

【解决方案3】：

它没有实现，因为他们认为该功能不能证明付出的努力是合理的。但也有好消息。

此功能已在 post by Mads Torgersen in March 2020 中宣布，用于即将推出的 C# 9.0

abstract class Animal
{
    public abstract Food GetFood();
    ...
}
class Tiger : Animal
{
    public override Meat GetFood() => ...;
}

【讨论】：