Question

有没有办法获得以下函数声明？

public bool Foo<T>() where T : interface;

即。其中T是接口类型（类似于where T : class和struct）。

目前我已决定：

public bool Foo<T>() where T : IBase;

其中IBase被定义为我所有自定义接口继承的空接口...不理想，但它应该工作...为什么不能定义泛型类型必须是接口？

为了它的价值，我希望这是因为Foo正在进行反射，它需要一个接口类型...我可以将它作为普通参数传递并在函数本身中进行必要的检查，但是这个似乎有更多类型安全（我想更高性能，因为所有检查都是在编译时完成的。）

Answer 1

您可以做的最接近的（基接口方法除外）是“where T : class”，意思是引用类型。没有语法表示“任何接口”。

例如，在WCF中使用此（“where T : class”）将客户端限制为服务合同（接口）。

Answer 2

我知道这有点晚了但对于那些感兴趣的人，你可以使用运行时检查。

typeof(T).IsInterface

Answer 3

不，实际上，如果您认为class和struct意味着class es和struct，那么您错了。 class表示任何引用类型（例如也包括接口），struct表示任何值类型（例如struct，{{1 }}）。

Answer 4

为了跟进Robert的回答，这甚至是后来的，但你可以使用一个静态助手类来仅对每种类型进行一次运行时检查：

public bool Foo<T>() where T : class
{
    FooHelper<T>.Foo();
}

private static class FooHelper<TInterface> where TInterface : class
{
    static FooHelper()
    {
        if (!typeof(TInterface).IsInterface)
            throw // ... some exception
    }
    public static void Foo() { /*...*/ }
}

我还注意到你的“应该工作”的解决方案实际上并没有起作用。考虑：

public bool Foo<T>() where T : IBase;
public interface IBase { }
public interface IActual : IBase { string S { get; } }
public class Actual : IActual { public string S { get; set; } }

现在没有什么能阻止你这样叫Foo：

Foo<Actual>();

毕竟，Actual类满足IBase约束。

Answer 5

一段时间以来，我一直在考虑接近编译时的限制，所以这是发布这个概念的绝佳机会。

基本思想是，如果你不能做一个检查编译时间，你应该尽早完成，这基本上就是应用程序启动的那一刻。如果所有检查都没问题，应用程序将运行;如果检查失败，应用程序将立即失败。

<强>行为

最好的结果是，如果不满足约束，我们的程序就不会编译。不幸的是，在当前的C＃实现中，这是不可能的。

接下来最好的事情是该程序在它启动的那一刻就崩溃了。

最后一个选项是程序在代码被命中时会崩溃。这是.NET的默认行为。 对我来说，这是完全不可接受的。

<强> Prerequirements

我们需要一个约束机制，所以对于缺乏更好的东西......让我们使用一个属性。该属性将出现在通用约束之上，以检查它是否与我们的条件匹配。如果它没有，我们会发出一个丑陋的错误。

这使我们能够在代码中执行以下操作：

public class Clas<[IsInterface] T> where T : class

（我已将where T:class保留在此处，因为我总是更喜欢编译时检查到运行时检查）

所以，这只会给我们留下1个问题，即检查我们使用的所有类型是否与约束匹配。这有多难？

让我们分手

泛型类型总是在类（/ struct / interface）或方法上。

触发约束要求您执行以下操作之一：

编译时，在类型中使用类型（继承，泛型约束，类成员）
编译时，在方法正文中使用类型时
运行时，使用反射基于通用基类构造内容时。
运行时，使用反射构建基于RTTI的东西。

此时，我想说你应该总是避免在任何IMO程序中做（4）。无论如何，这些检查都不会支持它，因为它实际上意味着解决停止问题。

案例1：使用类型

示例：

public class TestClass : SomeClass<IMyInterface> { ... }

示例2：

public class TestClass 
{ 
    SomeClass<IMyInterface> myMember; // or a property, method, etc.
}

基本上这涉及扫描所有类型，继承，成员，参数等等。如果类型是泛型类型并且有约束，我们检查约束;如果它是一个数组，我们检查元素类型。

此时我必须补充一点，这将打破这样一个事实，即默认情况下.NET加载了类型＆＃39; lazy＆＃39;。通过扫描所有类型，我们强制.NET运行时加载它们。对于大多数程序来说，这不应该是一个问题;仍然，如果你在你的代码中使用静态初始化器，你可能会遇到这种方法的问题......那就是说，我不建议任何人这样做（除了这样的事情:-)，所以它不应该＆＃ 39;给你很多问题。

案例2：在方法中使用类型

示例：

void Test() {
    new SomeClass<ISomeInterface>();
}

要检查这一点，我们只有一个选项：反编译该类，检查所有使用的成员标记，如果其中一个是泛型类型 - 检查参数。

案例3：反思，运行时通用构造

示例：

typeof(CtorTest<>).MakeGenericType(typeof(IMyInterface))

我认为理论上可以用类似于案例（2）的技巧来检查它，但是它的实现要困难得多（你需要检查在某些代码路径中是否调用了MakeGenericType）。我不打算在这里详细介绍......

案例4：反思，运行时RTTI

示例：

Type t = Type.GetType("CtorTest`1[IMyInterface]");

这是最糟糕的情况，正如我之前解释的那样，恕我直言。无论哪种方式，使用支票都没有实际的方法来解决这个问题。

测试批次

创建一个测试case（1）和（2）的程序将产生如下结果：

[AttributeUsage(AttributeTargets.GenericParameter)]
public class IsInterface : ConstraintAttribute
{
    public override bool Check(Type genericType)
    {
        return genericType.IsInterface;
    }

    public override string ToString()
    {
        return "Generic type is not an interface";
    }
}

public abstract class ConstraintAttribute : Attribute
{
    public ConstraintAttribute() {}

    public abstract bool Check(Type generic);
}

internal class BigEndianByteReader
{
    public BigEndianByteReader(byte[] data)
    {
        this.data = data;
        this.position = 0;
    }

    private byte[] data;
    private int position;

    public int Position
    {
        get { return position; }
    }

    public bool Eof
    {
        get { return position >= data.Length; }
    }

    public sbyte ReadSByte()
    {
        return (sbyte)data[position++];
    }

    public byte ReadByte()
    {
        return (byte)data[position++];
    }

    public int ReadInt16()
    {
        return ((data[position++] | (data[position++] << 8)));
    }

    public ushort ReadUInt16()
    {
        return (ushort)((data[position++] | (data[position++] << 8)));
    }

    public int ReadInt32()
    {
        return (((data[position++] | (data[position++] << 8)) | (data[position++] << 0x10)) | (data[position++] << 0x18));
    }

    public ulong ReadInt64()
    {
        return (ulong)(((data[position++] | (data[position++] << 8)) | (data[position++] << 0x10)) | (data[position++] << 0x18) | 
                        (data[position++] << 0x20) | (data[position++] << 0x28) | (data[position++] << 0x30) | (data[position++] << 0x38));
    }

    public double ReadDouble()
    {
        var result = BitConverter.ToDouble(data, position);
        position += 8;
        return result;
    }

    public float ReadSingle()
    {
        var result = BitConverter.ToSingle(data, position);
        position += 4;
        return result;
    }
}

internal class ILDecompiler
{
    static ILDecompiler()
    {
        // Initialize our cheat tables
        singleByteOpcodes = new OpCode[0x100];
        multiByteOpcodes = new OpCode[0x100];

        FieldInfo[] infoArray1 = typeof(OpCodes).GetFields();
        for (int num1 = 0; num1 < infoArray1.Length; num1++)
        {
            FieldInfo info1 = infoArray1[num1];
            if (info1.FieldType == typeof(OpCode))
            {
                OpCode code1 = (OpCode)info1.GetValue(null);
                ushort num2 = (ushort)code1.Value;
                if (num2 < 0x100)
                {
                    singleByteOpcodes[(int)num2] = code1;
                }
                else
                {
                    if ((num2 & 0xff00) != 0xfe00)
                    {
                        throw new Exception("Invalid opcode: " + num2.ToString());
                    }
                    multiByteOpcodes[num2 & 0xff] = code1;
                }
            }
        }
    }

    private ILDecompiler() { }

    private static OpCode[] singleByteOpcodes;
    private static OpCode[] multiByteOpcodes;

    public static IEnumerable<ILInstruction> Decompile(MethodBase mi, byte[] ildata)
    {
        Module module = mi.Module;

        BigEndianByteReader reader = new BigEndianByteReader(ildata);
        while (!reader.Eof)
        {
            OpCode code = OpCodes.Nop;

            int offset = reader.Position;
            ushort b = reader.ReadByte();
            if (b != 0xfe)
            {
                code = singleByteOpcodes[b];
            }
            else
            {
                b = reader.ReadByte();
                code = multiByteOpcodes[b];
                b |= (ushort)(0xfe00);
            }

            object operand = null;
            switch (code.OperandType)
            {
                case OperandType.InlineBrTarget:
                    operand = reader.ReadInt32() + reader.Position;
                    break;
                case OperandType.InlineField:
                    if (mi is ConstructorInfo)
                    {
                        operand = module.ResolveField(reader.ReadInt32(), mi.DeclaringType.GetGenericArguments(), Type.EmptyTypes);
                    }
                    else
                    {
                        operand = module.ResolveField(reader.ReadInt32(), mi.DeclaringType.GetGenericArguments(), mi.GetGenericArguments());
                    }
                    break;
                case OperandType.InlineI:
                    operand = reader.ReadInt32();
                    break;
                case OperandType.InlineI8:
                    operand = reader.ReadInt64();
                    break;
                case OperandType.InlineMethod:
                    try
                    {
                        if (mi is ConstructorInfo)
                        {
                            operand = module.ResolveMember(reader.ReadInt32(), mi.DeclaringType.GetGenericArguments(), Type.EmptyTypes);
                        }
                        else
                        {
                            operand = module.ResolveMember(reader.ReadInt32(), mi.DeclaringType.GetGenericArguments(), mi.GetGenericArguments());
                        }
                    }
                    catch
                    {
                        operand = null;
                    }
                    break;
                case OperandType.InlineNone:
                    break;
                case OperandType.InlineR:
                    operand = reader.ReadDouble();
                    break;
                case OperandType.InlineSig:
                    operand = module.ResolveSignature(reader.ReadInt32());
                    break;
                case OperandType.InlineString:
                    operand = module.ResolveString(reader.ReadInt32());
                    break;
                case OperandType.InlineSwitch:
                    int count = reader.ReadInt32();
                    int[] targetOffsets = new int[count];
                    for (int i = 0; i < count; ++i)
                    {
                        targetOffsets[i] = reader.ReadInt32();
                    }
                    int pos = reader.Position;
                    for (int i = 0; i < count; ++i)
                    {
                        targetOffsets[i] += pos;
                    }
                    operand = targetOffsets;
                    break;
                case OperandType.InlineTok:
                case OperandType.InlineType:
                    try
                    {
                        if (mi is ConstructorInfo)
                        {
                            operand = module.ResolveMember(reader.ReadInt32(), mi.DeclaringType.GetGenericArguments(), Type.EmptyTypes);
                        }
                        else
                        {
                            operand = module.ResolveMember(reader.ReadInt32(), mi.DeclaringType.GetGenericArguments(), mi.GetGenericArguments());
                        }
                    }
                    catch
                    {
                        operand = null;
                    }
                    break;
                case OperandType.InlineVar:
                    operand = reader.ReadUInt16();
                    break;
                case OperandType.ShortInlineBrTarget:
                    operand = reader.ReadSByte() + reader.Position;
                    break;
                case OperandType.ShortInlineI:
                    operand = reader.ReadSByte();
                    break;
                case OperandType.ShortInlineR:
                    operand = reader.ReadSingle();
                    break;
                case OperandType.ShortInlineVar:
                    operand = reader.ReadByte();
                    break;

                default:
                    throw new Exception("Unknown instruction operand; cannot continue. Operand type: " + code.OperandType);
            }

            yield return new ILInstruction(offset, code, operand);
        }
    }
}

public class ILInstruction
{
    public ILInstruction(int offset, OpCode code, object operand)
    {
        this.Offset = offset;
        this.Code = code;
        this.Operand = operand;
    }

    public int Offset { get; private set; }
    public OpCode Code { get; private set; }
    public object Operand { get; private set; }
}

public class IncorrectConstraintException : Exception
{
    public IncorrectConstraintException(string msg, params object[] arg) : base(string.Format(msg, arg)) { }
}

public class ConstraintFailedException : Exception
{
    public ConstraintFailedException(string msg) : base(msg) { }
    public ConstraintFailedException(string msg, params object[] arg) : base(string.Format(msg, arg)) { }
}

public class NCTChecks
{
    public NCTChecks(Type startpoint)
        : this(startpoint.Assembly)
    { }

    public NCTChecks(params Assembly[] ass)
    {
        foreach (var assembly in ass)
        {
            assemblies.Add(assembly);

            foreach (var type in assembly.GetTypes())
            {
                EnsureType(type);
            }
        }

        while (typesToCheck.Count > 0)
        {
            var t = typesToCheck.Pop();
            GatherTypesFrom(t);

            PerformRuntimeCheck(t);
        }
    }

    private HashSet<Assembly> assemblies = new HashSet<Assembly>();

    private Stack<Type> typesToCheck = new Stack<Type>();
    private HashSet<Type> typesKnown = new HashSet<Type>();

    private void EnsureType(Type t)
    {
        // Don't check for assembly here; we can pass f.ex. System.Lazy<Our.T<MyClass>>
        if (t != null && !t.IsGenericTypeDefinition && typesKnown.Add(t))
        {
            typesToCheck.Push(t);

            if (t.IsGenericType)
            {
                foreach (var par in t.GetGenericArguments())
                {
                    EnsureType(par);
                }
            }

            if (t.IsArray)
            {
                EnsureType(t.GetElementType());
            }
        }

    }

    private void PerformRuntimeCheck(Type t)
    {
        if (t.IsGenericType && !t.IsGenericTypeDefinition)
        {
            // Only check the assemblies we explicitly asked for:
            if (this.assemblies.Contains(t.Assembly))
            {
                // Gather the generics data:
                var def = t.GetGenericTypeDefinition();
                var par = def.GetGenericArguments();
                var args = t.GetGenericArguments();

                // Perform checks:
                for (int i = 0; i < args.Length; ++i)
                {
                    foreach (var check in par[i].GetCustomAttributes(typeof(ConstraintAttribute), true).Cast<ConstraintAttribute>())
                    {
                        if (!check.Check(args[i]))
                        {
                            string error = "Runtime type check failed for type " + t.ToString() + ": " + check.ToString();

                            Debugger.Break();
                            throw new ConstraintFailedException(error);
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    // Phase 1: all types that are referenced in some way
    private void GatherTypesFrom(Type t)
    {
        EnsureType(t.BaseType);

        foreach (var intf in t.GetInterfaces())
        {
            EnsureType(intf);
        }

        foreach (var nested in t.GetNestedTypes())
        {
            EnsureType(nested);
        }

        var all = BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Static | BindingFlags.Instance;
        foreach (var field in t.GetFields(all))
        {
            EnsureType(field.FieldType);
        }
        foreach (var property in t.GetProperties(all))
        {
            EnsureType(property.PropertyType);
        }
        foreach (var evt in t.GetEvents(all))
        {
            EnsureType(evt.EventHandlerType);
        }
        foreach (var ctor in t.GetConstructors(all))
        {
            foreach (var par in ctor.GetParameters())
            {
                EnsureType(par.ParameterType);
            }

            // Phase 2: all types that are used in a body
            GatherTypesFrom(ctor);
        }
        foreach (var method in t.GetMethods(all))
        {
            if (method.ReturnType != typeof(void))
            {
                EnsureType(method.ReturnType);
            }

            foreach (var par in method.GetParameters())
            {
                EnsureType(par.ParameterType);
            }

            // Phase 2: all types that are used in a body
            GatherTypesFrom(method);
        }
    }

    private void GatherTypesFrom(MethodBase method)
    {
        if (this.assemblies.Contains(method.DeclaringType.Assembly)) // only consider methods we've build ourselves
        {
            MethodBody methodBody = method.GetMethodBody();
            if (methodBody != null)
            {
                // Handle local variables
                foreach (var local in methodBody.LocalVariables)
                {
                    EnsureType(local.LocalType);
                }

                // Handle method body
                var il = methodBody.GetILAsByteArray();
                if (il != null)
                {
                    foreach (var oper in ILDecompiler.Decompile(method, il))
                    {
                        if (oper.Operand is MemberInfo)
                        {
                            foreach (var type in HandleMember((MemberInfo)oper.Operand))
                            {
                                EnsureType(type);
                            }

                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    private static IEnumerable<Type> HandleMember(MemberInfo info)
    {
        // Event, Field, Method, Constructor or Property.
        yield return info.DeclaringType;
        if (info is EventInfo)
        {
            yield return ((EventInfo)info).EventHandlerType;
        }
        else if (info is FieldInfo)
        {
            yield return ((FieldInfo)info).FieldType;
        }
        else if (info is PropertyInfo)
        {
            yield return ((PropertyInfo)info).PropertyType;
        }
        else if (info is ConstructorInfo)
        {
            foreach (var par in ((ConstructorInfo)info).GetParameters())
            {
                yield return par.ParameterType;
            }
        }
        else if (info is MethodInfo)
        {
            foreach (var par in ((MethodInfo)info).GetParameters())
            {
                yield return par.ParameterType;
            }
        }
        else if (info is Type)
        {
            yield return (Type)info;
        }
        else
        {
            throw new NotSupportedException("Incorrect unsupported member type: " + info.GetType().Name);
        }
    }
}

使用代码

嗯，这很简单： - ）

// Create something illegal
public class Bar2 : IMyInterface
{
    public void Execute()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
}

// Our fancy check
public class Foo<[IsInterface] T>
{
}

class Program
{
    static Program()
    {
        // Perform all runtime checks
        new NCTChecks(typeof(Program));
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        // Normal operation
        Console.WriteLine("Foo");
        Console.ReadLine();
    }
}

Answer 6

您不能在任何已发布的C＃版本中执行此操作，也不能在即将到来的C＃4.0中执行此操作。它也不是C＃限制 - 在CLR本身中没有“接口”约束。

Answer 7

如果可能的话，我选择了这样的解决方案。只有当您想要将几个特定接口（例如您有源访问权限的接口）作为通用参数传递时，它才有效。

我让我的界面产生了问题，继承了一个空接口IInterface。
我将通用T参数约束为IInterface

在源代码中，它看起来像这样：

您希望作为通用参数传递的任何接口：

public interface IWhatever : IInterface
{
    // IWhatever specific declarations
}

IInterface：

public interface IInterface
{
    // Nothing in here, keep moving
}

要放置类型约束的类：

public class WorldPeaceGenerator<T> where T : IInterface
{
    // Actual world peace generating code
}

Answer 8

您已满足的是您可以做的最好的事情：

public bool Foo<T>() where T : IBase;

Answer 9

我尝试做类似的事情并使用了一种解决方案：我考虑了结构上的隐式和显式运算符：我们的想法是将Type包装在一个可以隐式转换为Type的结构中。

这是一个结构：

public struct InterfaceType { private Type _type;

public InterfaceType(Type type)
{
    CheckType(type);
    _type = type;
}

public static explicit operator Type(InterfaceType value)
{
    return value._type;
}

public static implicit operator InterfaceType(Type type)
{
    return new InterfaceType(type);
}

private static void CheckType(Type type)
{
    if (type == null) throw new NullReferenceException("The type cannot be null");
    if (!type.IsInterface) throw new NotSupportedException(string.Format("The given type {0} is not an interface, thus is not supported", type.Name));
}

}

基本用法：

// OK
InterfaceType type1 = typeof(System.ComponentModel.INotifyPropertyChanged);

// Throws an exception
InterfaceType type2 = typeof(WeakReference);

你必须想象你自己的机制主义，但一个例子可能是在参数而不是类型中使用InterfaceType的方法

this.MyMethod(typeof(IMyType)) // works
this.MyMethod(typeof(MyType)) // throws exception

覆盖它的方法应该返回接口类型：

public virtual IEnumerable<InterfaceType> GetInterfaces()

也许有些东西与仿制药有关，但我没试过

希望这可以帮助或提出想法： - ）

Answer 10

解决方案A：约束的这种组合应保证TInterface是一个接口：

class example<TInterface, TStruct>
    where TStruct : struct, TInterface
    where TInterface : class
{ }

它需要一个结构TStruct作为见证人，以证明TInterface是一个结构。

您可以将单个结构用作所有非泛型类型的见证人

struct InterfaceWitness : IA, IB, IC 
{
    public int DoA() => throw new InvalidOperationException();
    //...
}

解决方案B：如果您不想让结构成为见证人，则可以创建一个界面

interface ISInterface<T>
    where T : ISInterface<T>
{ }

并使用约束：

class example<TInterface>
    where TInterface : ISInterface<TInterface>
{ }

接口的实现

interface IA :ISInterface<IA>{ }

这解决了一些问题，但需要相信没有人会为非接口类型实现ISInterface<T>，但这很难做到。

Answer 11

改为使用抽象类。所以，你会有类似的东西：

public bool Foo<T>() where T : CBase;

如何将接口用作C＃泛型类型约束？

11 个答案: