c# - 数组中自动实现的接口(interface)

Question

我读了一本书“CLR via C# Fourth Edition”。我无法理解一种说法:

So, for example, if you have the following line of code:

FileStream[] fsArray;

then when the CLR creates the FileStream[] type, it will cause this type to automatically implement the IEnumerable<FileStream>, ICollection<FileStream>, and IList<FileStream> interfaces. Furthermore, the FileStream[] type will also implement the interfaces for the base types: IEnumerable<Stream>, IEnumerable<Object>, ICollection<Stream>, ICollection<Object>, IList<Stream>, and IList<Object>.

我用这段代码测试了这条语句:

FileStream[] fsArray = new FileStream[0];

string s = null;
foreach (var m in fsArray.GetType().GetInterfaces())
    s += m.ToString() + Environment.NewLine;

结果，我得到了这个:

System.ICloneable
System.Collections.IList
System.Collections.ICollection
System.Collections.IEnumerable
System.Collections.IStructuralComparable
System.Collections.IStructuralEquatable
System.Collections.Generic.IList`1[System.IO.FileStream]
System.Collections.Generic.ICollection`1[System.IO.FileStream]
System.Collections.Generic.IEnumerable`1[System.IO.FileStream]
System.Collections.Generic.IReadOnlyList`1[System.IO.FileStream]
System.Collections.Generic.IReadOnlyCollection`1[System.IO.FileStream]

没有执行 IEnumerable<Stream>和别的! 我在某处弄错了吗？还是 Jeffrey Richter 弄错了？

此外，我认为它是无意义的。因为数组支持协方差。

Answer 1

There is no implementation of IEnumerable and others!

没有。然而，IList<Stream> streamList = fsArray;将工作。你可以使用 streamList正如您所期望的那样，尽管如果您尝试对数组执行无效的操作会出现运行时异常(只要该数组是从零开始的并且具有单一维度——Microsoft 的说法是“SZ 数组”——否则它是不允许的) .

想看更糟的东西吗？

var listMap = typeof(List<FileStream>).GetInterfaceMap(typeof(IList<FileStream>)); // This works fine.
var arrMap = typeof(typeof(FileStream[]).GetInterfaceMap(typeof(IList<FileStream>)); // This throws `ArgumentException`

所以在这方面，FileStream[]甚至没有实现 IList<FileStream> ;如果确实如此，那么上面的行肯定应该有效。

从 .NET 4.0 开始，我们得到了一条有趣的线索。在此之前，ArgumentException会有 "Interface not found" 的消息，就像我们试图在 int 上获取该接口(interface)一样或 string[] .现在是"Interface maps for generic interfaces on arrays cannot be retrived." [原文如此]

如果我们尝试获取 IList<Stream> 的接口(interface)映射，它也会给我们这个但不适用于完全不受支持的接口(interface)，如 IList<bool> .

这里发生了一些不寻常的事情。

它是什么 FileStream[]根本不直接支持任何通用接口(interface)，与 class 相同或 struct会的。

取而代之的是一个名为 SZArrayHelper 的 stub 类它在运行时为从零开始的一维数组提供这些接口(interface)。关于 .NET Core Version 的评论信息丰富:

//----------------------------------------------------------------------------------------
// ! 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.)
//----------------------------------------------------------------------------------------

这就是发生的事情。如果你尝试投 fsArray至 IList<Stream>然后你让这个类(class)为你打电话。如果您调用 GetInterfaces()您会得到类似的 stub 代码，仅提供与数组类型相关的代码。在任何一种情况下fsArray 确实实现了您引用的书中提到的所有接口(interface)，但它的实现方式与class 不同。或 struct可以。

(类推一下 int 如何既可以是 32 位值的四个字节又可以是具有接口(interface)实现、方法覆盖等的“完整”对象)

所以这本书是正确的，但您也没有遗漏任何东西，因为当类型实现接口(interface)时我们期望发生的某些事情并没有发生。

Furthermore, I think it is mean-less. Because Arrays support co-variance.

支持协方差并不意味着他们会实现给定的接口(interface)，反之亦然。特别是因为数组的(可以说是损坏的)协变与接口(interface)中的协变非常不同，并且早于它，而且实际上让数组实现通用接口(interface)也早于接口(interface)协变。

但是，决定FileStream[]确实应该实现 Stream[]确实与数组协变有关(否则这个决定会非常错误)，但它需要额外的帮助 SZArrayHelper提供，而不是被它自动包含。