C#编译器错误？为什么这个隐式用户定义的转换不能编译？

Question

给定以下结构：

public struct Foo<T>
{
   public Foo(T obj) { }

   public static implicit operator Foo<T>(T input)
   {
      return new Foo<T>(input);
   }
}

这段代码编译：

private Foo<ICloneable> MakeFoo()
{
    string c = "hello";
    return c; // Success: string is ICloneable, ICloneable implicitly converted to Foo<ICloneable>
}

但是这段代码不能编译——为什么？

private Foo<ICloneable> MakeFoo()
{
    ICloneable c = "hello";
    return c; // Error: ICloneable can't be converted to Foo<ICloneable>. WTH?
}

Answer 1

显然，当其中一种类型是接口时，隐式用户定义转换不起作用。来自 C# 规范：

---

6.4.1 允许的用户定义转换

C# 只允许声明某些用户定义的转换。特别是，不可能重新定义已经存在的隐式或显式转换。 对于给定的源类型 S 和目标类型 T，如果 S 或 T 是可空类型，则令 S0 和 T0 引用它们的基础类型，否则 S0 和 T0 分别等于 S 和 T。仅当满足以下所有条件时，才允许类或结构声明从源类型 S 到目标类型 T 的转换：

• S0 和 T0 是不同的类型。
• S0 或 T0 是发生运算符声明的类或结构类型。
• S0 和 T0 都不是接口类型。
• 排除用户定义的转换，不存在从 S 到 T 或从 T 到 S 的转换。

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在您的第一种方法中，两种类型都不是接口类型，因此用户定义的隐式转换有效。

规范不是很清楚，但在我看来，如果涉及的类型之一是接口类型，编译器甚至不会尝试查找任何用户定义的隐式转换。

Answer 2

（跟进已接受答案的 cmets。）

是的，这是规范中非常非常令人困惑的部分。特别是关于“包含类型”的全部内容存在严重缺陷。几年来我一直在努力寻找时间将整个部分完全重写为更连贯的内容，但它从来没有成为一个足够高的优先级。

基本上我们在这里得到的是一个矛盾；我们说不存在涉及接口的用户定义隐式转换，但显然在这种情况下并非如此；有一个用户定义的从 IC 到 Foo<IC> 的隐式转换，一个字符串通过该转换转到 Foo<IC> 的事实证明了这一点。

我们真正应该更好地强调的是您引用的这句话：

特别是，不可能 重新定义一个已经存在的隐式 或显式转换。

这就是整个事情的动机；当您实际上正在调用用户定义的方法时，不希望您认为您正在执行保留表示的类型测试。例如考虑这种变化：

interface IBar {}
interface IFoo : IBar {}
class Foo<T> : IFoo
{
   public static explicit operator Foo<T>(T input) { whatever }
}
class Blah : Foo<IBar> {}
...
IBar bar = new Blah();  
Foo<IBar> foo = (Foo<IBar>)bar;

现在，是否调用了用户定义的显式转换？该对象确实是从 Foo 派生的，所以您希望它不会；这应该是一个简单的类型测试和一个引用分配，而不是对辅助方法的调用。 对接口值的强制转换总是被视为类型测试，因为几乎总是有可能该对象确实属于该类型并且确实实现了该接口。我们不想否认您进行廉价的表示保留转换的可能性。