为啥在实现接口方法时允许使用虚拟？

Posted 2023-02-22

【中文标题】为啥在实现接口方法时允许使用虚拟？

【英文标题】：why virtual is allowed while implementing the interface methods?为什么在实现接口方法时允许使用虚拟？

【发布时间】：2011-05-27 02:34:42

【问题描述】：

我对接口有一个特定的查询。默认情况下，接口方法是抽象和虚拟的，因此如果我们实现该接口并在类中给出定义，我们实际上会覆盖该方法，但是当我们在实现类中再次将该方法标记为虚拟时，为什么编译器不考虑我们实际上是在尝试隐藏原始接口虚拟方法。就像我们在基类中有一个虚拟方法，派生类再次将该方法标记为虚拟，在这种情况下编译器会发出警告，表明您正在隐藏基类方法，因此如果您有意使用 new隐藏基类方法。

public interface ITestInterface

 void virtualmethod(); // this method is by default virtual. 


public class TestInterface :ITestInterface

 public virtual void virtualmethod()
 
// Now compiler should consider that i am actually hiding the interface virtual method.
 

如果您为接口构建上述代码并在 ILDASM 中打开，您将看到如下代码： .method public hidebysig newslot abstract virtual instance void virtualmethod() cil managed //end of method ITestInterface::virtualmethod

【问题讨论】：

而不是虚拟，假设接口中的方法默认是抽象的，更有意义。

是的，很好，但是一旦编译器将 virtual 附加到方法中并且您在实现该方法时再次放置 virtual，那么编译器应该说您隐藏了原始声明。

【参考方案1】：

从接口实现的方法默认不是虚拟的。您只是提供接口定义中定义的合同的实现。通过将方法标记为 virtual，您允许派生类提供额外的或单独的实现，同时仍遵守定义的约定。

考虑这个例子：

interface IAnimal

    string Speak();


class Dog : IAnimal

    public string Speak()
    
        return "Bark!";
    

Dog 类通过提供契约IAnimal 的实现来实现接口。这里没有虚拟方法，也没有覆盖。

现在考虑这个例子：

interface IAnimal

    string Speak();


class Dog : IAnimal

    public virtual string Speak()
    
        return "Bark!";
    


class GoldenRetriever : Dog

    public override string Speak()
    
        return "I am a golden retriever who says " 
                   + base.Speak();
    

现在Dog 类已将Speak 声明为virtual，这允许派生类提供额外的或新的实现。这不会违反与IAnimal 的约定，因为对Speak 方法的任何调用仍会返回一个字符串。

好的，最后一个例子。请记住，接口不需要实现——它们只需要满足合同。这意味着接口只关心实现类中是否存在具有匹配签名的成员。这意味着我们也可以这样做：

interface IAnimal

    string Speak();


abstract class Dog : IAnimal

    public abstract string Speak();


class GoldenRetriever : Dog

    public override string Speak()
    
        return "I am a golden retriever";
    

现在请注意，Dog 类根本没有为 Speak 提供任何实现，但已满足合同的要求。

接口也是从一个类继承到另一个类，所以在上面的所有例子中Dog和GoldenRetriever都实现了IAnimal接口。两个类都隐藏 Speak 方法 - 两个类都实现它。

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好的，我认为您的困惑可能来自虚拟方法是在接口中定义的，而不是在类中。这是我在上面定义的接口的 IL：

.class private interface abstract auto ansi IAnimal

    .method public hidebysig newslot abstract 
        virtual instance string Speak() cil managed
    
    

虽然方法定义为virtual 是正确的，但您还需要注意这里的类型指定为interface。这纯粹是微软 C# 编译器生成的 MSIL 的一个实现细节——另一个编译器可以轻松生成不同的代码，只要它在语义上提供相同的结果。

这里重要的是：即使该方法在接口中声明为virtual，但这并不意味着它与在类中声明的virtual 方法相同。

【讨论】：

请再次检查问题，因为我添加了相同的 IL 代码

.method public hidebysig newslot abstract virtual instance void virtualmethod() cil managed //方法 ITestInterface::virtualmethod 结束

【参考方案2】：

接口不是基类，所以实现方法不会被覆盖。接口只声明方法，接口方法默认不是虚拟的，事实上接口只声明实现该接口的类上可用的方法。

声明不能是虚拟的。

实现可以是也不能是虚拟的，这完全取决于实现者的逻辑。

【讨论】：

接口只是一个带有虚方法的类型，所以行为应该和类一样。

@Mohit - 这并不完全正确。是的，它们只是另一种类型，但它们是一种 interface 类型，这一切都不同。接口和类在 IL 级别是不同的。

【参考方案3】：

这里在 IL 和 C# 之间混淆了“虚拟”一词。 它们并不完全对应。在 IL 意义上，虚拟意味着通过 VMT（虚拟方法表）“它被称为间接”，这与类覆盖和接口实现的机制大致相同。 在 IL 的意义上，接口成员必须被标记为虚拟的——没有办法。 但是，如果您查看实现，它会被标记为“虚拟最终”。这是您在 C# 中无法实现的。 'Final' 的意思是，它不能被覆盖。它不会成为 C# 中的虚拟，除非您在 C# 中手动将其声明为“虚拟”或“抽象”。

C# 的隐式接口实现（在 VB.NET 或 IL 中不存在）非常强大。它确实附加了实现类的方法，它在 Name-Parameters-ReturnValue（签名，或 IL 措辞中的 SigAndName）中匹配。 这包括为方法使用基类实现。

public interface ITest

    double MethodC(double a, double b, double c, double d);


internal class BaseClass

    public double MethodC(double a, double b, double c, double d)
    
        return a+b+c+d;
    


internal class OtherClass : BaseClass , ITest 

这实际上工作正常。 但是 C# 在这里做了一个 Trick，因为你使用 BaseClass.MethodC 作为接口实现，它在 BaseClass 中被标记为 final virtual。 是的，BaseClass 的实现方式，取决于 BaseClass 的使用方式。 BaseClass.MethodC 被修改，因为它用于在派生类中实现 ITest.MethodC。这甚至可以跨越文件和项目边界，只要 BaseClass 的源代码在同一个解决方案中。

所以一个项目编译出来的结果，是不一样的，如果你自己编译，或者和其他产品一起在一个大的解决方案中。这很明显。

如果 BaseClass 的源代码不可用，如果你只是链接到一个 DLL 中，那么 C# 将生成一个 Wrapper 来使用 BaseClass 的实现。 它实际上会这样做：

internal class OtherClass : BaseClass , ITest 

    double ITest.MethodC(double a, double b, double c, double d)
    
        return base.MethodC(a, b, c, d)
    

这是秘密进行的，但绝对有必要将方法标记为 IL 意义上的虚拟方法。

【讨论】：

一个更正：C# 一直有sealed，它对子类中的override 方法实现相同的结果。