为什么这个接口必须显式实现？

Question

几年后回到 C#，所以我有点生疏了。遇到这个（简化的）代码，让我头疼。

为什么必须显式实现IDataItem.Children 属性？普通的Children属性不满足要求吗？毕竟，属性是直接用来满足它的。为什么不隐含？

public interface IDataItem {

    IEnumerable<string> Children { get; }
}

public class DataItem : IDataItem {

    public Collection<string> Children { get; } = new Collection<string>();

    // Why doesn't 'Children' above implement this automatically?!
    // After all it's used directly to satisfy the requirement!
    IEnumerable<string> IDataItem.Children => Children;
}

根据C#源码，这里是Collection<T>的定义：

[System.Runtime.InteropServices.ComVisible(false)]
public class Collection<T> :
    System.Collections.Generic.ICollection<T>,
    System.Collections.Generic.IEnumerable<T>, <-- Right Here
    System.Collections.Generic.IList<T>,
    System.Collections.Generic.IReadOnlyCollection<T>,
    System.Collections.Generic.IReadOnlyList<T>,
    System.Collections.IList

如您所见，它明确实现了IEnumerable<T>，据我了解，如果“X”实现了“Y”，那么“X”是一个“Y”，所以Collection<String> 是IEnumerable<String>，所以我不知道为什么不满意。

Answer 1

也许这个例子更清楚了。我们希望签名完全匹配^1,2，不允许替换，尽管类型之间存在任何继承关系。

我们不能这样写：

public interface IDataItem {

    void DoStuff(string value);
}

public class DataItem : IDataItem {

    public void DoStuff(object value) { }
}

您的示例是相同的，除了您要求返回类型而不是参数（并且出于明显的原因使用缩小而不是扩大转换）。尽管如此，同样的原则也适用。在匹配签名方面，类型必须完全匹配³。

您可以要求一种允许此类事情发生的语言，并且此类语言可能存在。但事实是，这些都是 C# 的规则。

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¹除了对Co- and Contra-variance 的一些有限支持之外，涉及泛型 和接口/代理。

²有些人可能会争论签名是否是在这里使用的正确词，因为在这种情况下，返回类型与参数类型、泛型数量等一样重要；在大多数其他有人谈论 C# 方法签名的情况下，他们会显式忽略返回类型，因为他们（显式或隐式）考虑 重载 规则所说的内容，并且对于重载，返回类型不是签名的一部分。

不过，我很高兴在这里使用“签名”一词。签名没有在 C# 规范中正式定义，并且在使用它时，通常会指出签名的哪些部分不考虑重载。

³更不用说如果您的Children 方法返回一个恰好实现IEnumerable<string> 的struct 会引发的问题。现在你有了一个返回值类型和调用者值的方法（通过IDataItem 接口，它期望接收到一个对象的引用。

因此，甚至不能按原样使用该方法。我们必须（在这种情况下）有隐藏装箱转换来实现接口。当指定 C# 的这一部分时，我相信，他们会尽量不让你自己编写的代码有太多“隐藏的魔法”。

Answer 2

在您的示例中，您的“正常” Children 属性实际上并不满足接口要求。类型不同。你可以施放它并不重要 - 它们是不同的。

类似的例子，也许更明显的是，如果您要使用返回 IEnumerable 的实际方法实现接口，并尝试从实际类中使用 ICollection 方法。仍然存在编译时错误。

正如@Ben Voigt 所说，转换仍然会生成一些代码，如果你想拥有它 - 你需要隐式添加它。

Answer 3

这里已经回答了这个问题（你必须匹配接口类型），我们可以用一个例子来演示这个问题。如果这有效：

public interface IDataItem {

    IEnumerable<string> Children { get; set; }

    void Wipe();
}

public class DataItem : IDataItem {

    public Collection<string> Children { get; } = new Collection<string>(); 

    public void Wipe() {
        Children.ClearItems();  //Property exists on Collection, but not on IEnumerable
    }
}

然后我们像这样使用这段代码：

IDataItem x = new DataItem();

//Should be legal, as Queue implements IEnumerable. Note entirely sure
//how this would work, but this is the system you are asking about.
x.Children = new Queue<string>();

x.Wipe();  // Will fail, as Queue does not have a ClearItems method within

您的意思是该属性只能是可枚举的，或者您需要 Collection 类的属性 - 适当地键入您的接口。

Answer 4

任何实现接口的类都必须包含与接口指定的签名相匹配的方法定义。该接口仅定义签名。这样一来，C# 中的接口类似于抽象类，其中所有方法都是抽象的。

接口可以包含方法、属性、事件、索引器或这四种成员类型的任意组合。

这是关于接口的好读物。 Interfaces in C#

希望能帮助你进一步理解。