Question

您可能知道，C＃中的数组实现IList<T>以及其他接口。但不知何故，他们在没有公开实现IList<T>的Count属性的情况下这样做了！数组只有一个Length属性。

这是一个明显的例子，C＃/ .NET打破了自己关于接口实现的规则，还是我错过了什么？

Answer 1

您可能知道，C＃中的数组实现IList<T>，以及其他接口

嗯，是的，呃不，不是真的。这是.NET 4框架中Array类的声明：

[Serializable, ComVisible(true)]
public abstract class Array : ICloneable, IList, ICollection, IEnumerable, 
                              IStructuralComparable, IStructuralEquatable
{
    // etc..
}

它实现System.Collections.IList，不 System.Collections.Generic.IList＆lt;＆gt;。它不能，Array不通用。通用IEnumerable＆lt;＆gt;也是如此。和ICollection＆lt;＆gt;接口

但CLR会动态创建具体的数组类型，因此它可以在技术上创建一个实现这些接口的类型。然而情况并非如此。请尝试以下代码：

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        var goodmap = typeof(Derived).GetInterfaceMap(typeof(IEnumerable<int>));
        var badmap = typeof(int[]).GetInterfaceMap(typeof(IEnumerable<int>));  // Kaboom
    }
}
abstract class Base { }
class Derived : Base, IEnumerable<int> {
    public IEnumerator<int> GetEnumerator() { return null; }
    System.Collections.IEnumerator System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator() { return GetEnumerator(); }
}

对于具有“未找到接口”的具体数组类型，GetInterfaceMap（）调用失败。然而，演员到了IEnumerable＆lt;＆gt;没有问题。

这是一种类似于鸭子的庸医打字。这种类型的输入会产生一种错觉，即每个值类型都派生自从Object派生的ValueType。编译器和CLR都具有数组类型的特殊知识，就像它们对值类型一样。编译器看到您尝试转换为IList＆lt;＆gt;并说“好吧，我知道怎么做！”。并发出castclass IL指令。 CLR没有问题，它知道如何提供IList＆lt;＆gt;的实现。适用于底层数组对象。它具有其他隐藏的System.SZArrayHelper类的内置知识，这是一个实际实现这些接口的包装器。

它并没有像所有人一样明确地声明，你询问的Count属性看起来像这样：

    internal int get_Count<T>() {
        //! Warning: "this" is an array, not an SZArrayHelper. See comments above
        //! or you may introduce a security hole!
        T[] _this = JitHelpers.UnsafeCast<T[]>(this);
        return _this.Length;
    }

是的，您当然可以将该评论称为“违反规则”:)否则就会非常方便。非常隐蔽，您可以在SSRI20（CLR的共享源代码分发）中查看。搜索“IList”以查看类型替换发生的位置。查看它的最佳位置是clr / src / vm / array.cpp，GetActualImplementationForArrayGenericIListMethod（）方法。

与CLR中允许为WinRT（又称Metro）编写托管代码的语言投影相比，CLR中的这种替换相当温和。几乎任何核心的.NET类型都可以替代它。的IList＆LT;＆GT;映射到IVector＆lt;＆gt;例如，完全不受管理的类型。它本身就是一种替代，COM不支持泛型类型。

嗯，那是看幕后幕后发生的事情。它可能是非常不舒服，奇怪和陌生的海洋，龙生活在地图的尽头。使地球变平并模拟托管代码中真实情况的不同图像非常有用。将它映射到每个人最喜欢的答案都很舒服。哪个值对于值类型不能很好地工作（不要改变结构！）但是这个很好地隐藏了。 GetInterfaceMap（）方法失败是我能想到的抽象中唯一的漏洞。

Answer 2

根据汉斯的回答新答案

感谢Hans给出的答案，我们可以看到实施比我们想象的要复杂一些。编译器和CLR都尝试非常难以给人一种数组类型实现IList<T>的印象 - 但是数组方差使得这种方法更加棘手。与Hans的答案相反，数组类型（单维，零基础）确实直接实现了泛型集合，因为任何特定数组的类型不是 System.Array - 这只是数组的 base 类型。如果你问一个数组类型它支持哪些接口，它包括泛型类型：

foreach (var type in typeof(int[]).GetInterfaces())
{
    Console.WriteLine(type);
}

输出：

System.ICloneable
System.Collections.IList
System.Collections.ICollection
System.Collections.IEnumerable
System.Collections.IStructuralComparable
System.Collections.IStructuralEquatable
System.Collections.Generic.IList`1[System.Int32]
System.Collections.Generic.ICollection`1[System.Int32]
System.Collections.Generic.IEnumerable`1[System.Int32]

对于单维，从零开始的数组，就语言而言，数组确实实现了IList<T>。 C＃规范的第12.1.2节说明了这一点。因此无论底层实现做什么，语言都必须表现，好像T[]的类型与任何其他接口一样实现IList<T>。从这个角度来看，接口是实现的，其中一些成员是明确实现的（例如Count）。对于正在发生的事情，这是语言级别的最佳解释。

请注意，这仅适用于一维数组（和基于零的数组，而不是C＃作为一种语言说明非基于零的数组）。 T[,] 不实施IList<T>。

从CLR的角度来看，正在发生一些更加有趣的事情。您无法获取通用接口类型的接口映射。例如：

typeof(int[]).GetInterfaceMap(typeof(ICollection<int>))

例外：

Unhandled Exception: System.ArgumentException: Interface maps for generic
interfaces on arrays cannot be retrived.

那为什么怪异？嗯，我相信这真的是由于阵列协方差，这是类型系统中的疣，IMO。即使IList<T> 不是协变（并且不能安全），数组协方差也允许这样做：

string[] strings = { "a", "b", "c" };
IList<object> objects = strings;

...这使{em>看起来像typeof(string[])一样实现IList<object>，但实际上并非如此。

CLI规范（ECMA-335）分区1，第8.7.1节，具有：

签名类型T与签名类型U兼容，当且仅当至少满足下列条件之一时

...

T是从零开始的rank-1数组V[]，U是IList<W>，而V与数组元素兼容 - 与W。

（它实际上没有提到我认为是规范中的错误的ICollection<W>或IEnumerable<W>。）

对于非差异，CLI规范直接与语言规范一起使用。从分区1的第8.9.1节开始：

此外，元素类型为T的创建向量实现接口System.Collections.Generic.IList<U>，其中U：= T.（§8.7）

（A vector 是一个零基数的一维数组。）

现在就实现细节来说，显然CLR正在做一些时髦的映射以保持赋值兼容性：当string[]被要求实现{{1}时}，它无法正常处理相当。这是否算作显式接口实现？我认为以这种方式对待它是合理的，因为除非你直接要求接口映射，否则它总是从语言的角度行为。

ICollection<object>.Count怎么样？

到目前为止，我已经讨论过泛型接口，但是那里有非ICollection.Count的{{1}}属性。这次我们可以获取接口映射，实际上接口是由System.Array直接实现的。 ICollection中ICollection.Count属性实现的文档说明它是通过显式接口实现实现的。

如果有人能想到这种显式接口实现与“普通”显式接口实现不同的方式，我很乐意进一步研究它。

关于显式接口实现的旧答案

尽管如上所述，由于对数组的了解更为复杂，您仍然可以通过explicit interface implementation使用相同的可见效果执行某些操作。

这是一个简单的独立示例：

Count

Answer 3

IList<T>.Count已实施explicitly：

int[] intArray = new int[10];
IList<int> intArrayAsList = (IList<int>)intArray;
Debug.Assert(intArrayAsList.Count == 10);

这样做是为了当你有一个简单的数组变量时，你不能直接使用Count和Length。

通常，当您希望确保以特定方式使用类型时，可以使用显式接口实现，而不必强制该类型的所有使用者以这种方式考虑它。

编辑：糟糕，糟糕的回忆。 ICollection.Count已明确实施。通用IList<T>的处理方式为Hans descibes below。

Answer 4

Explicit interface implementation。简而言之，您将其声明为void IControl.Paint() { }或int IList<T>.Count { get { return 0; } }。

Answer 5

它与IList的显式接口实现没有什么不同。仅仅因为您实现接口并不意味着其成员需要作为类成员出现。实现Count属性，它只是不在X []上公开它。

Answer 6

有参考资料来源：

//----------------------------------------------------------------------------------------
// ! READ THIS BEFORE YOU WORK ON THIS CLASS.
// 
// The methods on this class must be written VERY carefully to avoid introducing security holes.
// That's because they are invoked with special "this"! The "this" object
// for all of these methods are not SZArrayHelper objects. Rather, they are of type U[]
// where U[] is castable to T[]. No actual SZArrayHelper object is ever instantiated. Thus, you will
// see a lot of expressions that cast "this" "T[]". 
//
// This class is needed to allow an SZ array of type T[] to expose IList<T>,
// IList<T.BaseType>, etc., etc. all the way up to IList<Object>. When the following call is
// made:
//
//   ((IList<T>) (new U[n])).SomeIListMethod()
//
// the interface stub dispatcher treats this as a special case, loads up SZArrayHelper,
// finds the corresponding generic method (matched simply by method name), instantiates
// it for type <T> and executes it. 
//
// The "T" will reflect the interface used to invoke the method. The actual runtime "this" will be
// array that is castable to "T[]" (i.e. for primitivs and valuetypes, it will be exactly
// "T[]" - for orefs, it may be a "U[]" where U derives from T.)
//----------------------------------------------------------------------------------------
sealed class SZArrayHelper {
    // It is never legal to instantiate this class.
    private SZArrayHelper() {
        Contract.Assert(false, "Hey! How'd I get here?");
    }

    /* ... snip ... */
}

特别是这部分：

接口存根调度程序将此视为特例，加载 SZArrayHelper，找到相应的泛型方法（简单匹配 按方法名称），将其实例化为类型并执行它。

（强调我的）

Source（向上滚动）。

C＃中的数组如何部分实现IList <t>？</t>

6 个答案:

有参考资料来源：