为什么 C# 编译器可以“看到” DLL 中未引用的类的静态属性，但看不到实例方法？

Question

我的问题的前提，用简单的英语：

• 名为Foo 的库依赖于名为Bar 的库
• Foo 中的类扩展 Bar 中的类
• Foo 定义了简单地传递给 Bar 的属性/方法
• 应用程序FooBar，仅依赖于 Foo

考虑以下示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Foo foo = Foo.Instance;

        int id = foo.Id; // Compiler is happy
        foo.DoWorkOnBar(); // Compiler is not happy
    }
}

Foo定义如下

public class Foo : Bar
{
    public new static Foo Instance { get => (Foo)Bar.Instance; }

    public new int Id { get => Bar.Id; }

    public void DoWorkOnBar()
    {
        Instance.DoWork();
    }
}

条形定义如下

public class Bar
{
    public static Bar Instance { get => new Bar(); }

    public static int Id { get => 5; }

    public void DoWork() { }
}

完全难倒我的部分：

没有引用 Bar 库

• FooBar 可以检索Bar提供的ID（或者至少它可以编译）
• FooBar 不能 要求 Foo 完成最终由 Bar 完成的工作

与foo.DoWorkOnBar();相关的编译器错误是

“Bar”类型是在未引用的程序集中定义的。您必须添加对程序集 'Bar, Version 1.0.0.0, Culture=Neutral, PublicKeyToken=null' 的引用。

为什么编译器会出现差异？

如果没有 FooBar 添加对 Bar 的引用，我会假设这些操作都不会编译。

Answer 1

首先，请注意Foo.Id 和Foo.DoWorkOnBar 的实现 是不相关的；即使实现不访问Bar，编译器也会以不同的方式处理foo.Id 和foo.DoWorkOnBar()：

// In class Foo:
public new int Id => 0;
public void DoWorkOnBar() { }

foo.Id 编译成功而foo.DoWorkOnBar() 编译失败的原因是编译器使用不同的逻辑¹来查找属性和方法。

对于foo.Id，编译器首先在Foo 中查找名为Id 的成员。当编译器看到Foo 有一个名为Id 的属性时，编译器会停止搜索并且不会费心查看Bar。编译器可以执行此优化，因为派生类中的属性会隐藏基类中的所有同名成员，因此foo.Id 将始终引用Foo.Id，无论@987654342 中的哪些成员可能被命名为Id @。

对于foo.DoWorkOnBar()，编译器首先在Foo 中查找名为DoWorkOnBar 的成员。当编译器发现Foo 有一个名为DoWorkOnBar 的方法时，编译器会继续在所有基类中搜索名为DoWorkOnBar 的方法。编译器这样做是因为（与属性不同）方法可以重载，并且编译器以与 C# 规范中描述的方式基本相同的方式实现²重载解析算法：

1. 从“方法组”开始，该“方法组”由DoWorkOnBar 在Foo 中声明的所有重载集合组成及其基类。
2. 将集合缩小到“候选”方法（基本上，其参数与提供的参数兼容的方法）。
3. 删除任何被派生类中的候选方法遮蔽的候选方法。
4. 选择剩余候选方法中的“最佳”。

第 1 步触发要求您添加对程序集 Bar 的引用。

C# 编译器能否以不同的方式实现该算法？根据 C# 规范：

上述解析规则的直观效果如下：要定位方法调用所调用的特定方法，从方法调用所指示的类型开始，沿着继承链往上走，直到至少有一个适用、可访问、找到非覆盖方法声明。然后对在该类型中声明的一组适用、可访问、不可覆盖的方法执行类型推断和重载决策，并调用由此选择的方法。

所以在我看来答案是“是”：理论上，C# 编译器可以看到Foo 声明了一个适用的DoWorkOnBar 方法，而不必费心查看Bar。然而，对于 Roslyn 编译器，这将涉及对编译器的成员查找和重载解析代码进行重大重写——考虑到开发人员自己解决这个错误是多么容易，这可能不值得。

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TL;DR — 当您调用方法时，编译器需要您引用基类程序集，因为这是编译器的实现方式。

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¹ 请参阅 Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Binder class 的 LookupMembersInClass 方法。

² 请参阅Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.OverloadResolution class 的 PerformMemberOverloadResolution 方法。