c# - 使 Point3D 成为从 Point2D 派生并实现 IPoint3D 接口(interface)的引用类型的原因？

Question

如果这对 Code Review 堆栈交换更好，我深表歉意，但我想因为这个问题并不是真正与代码有关，而是更多关于引用类型和值类型之间的概念差异，所以这里似乎更好。

搜索给了我这个稍微相关的问题:Best Way of Implementing these 3 classes in C#: Vector, Direction (unit vector), Point ——但还不完全是。另一方面，搜索“引用类型与值类型”给出的答案过于宽泛。

最近我开始在新的 C# 代码库中工作。有很多现有代码，其中包括:

public interface IPoint2D
{
    double X { get; set; }
    double Y { get; set; }
}

public interface IPoint3D : IPoint2D
{
    double Z { get; set; }
}

public class Point2D : IPoint2D
{
    public double X { get; set; }
    public double Y { get; set; }

    // ...additional methods ommitted...
}

public class Point3D : Point2D, IPoint3D
{
    public double Z { get; set; }

    // ...additional methods ommitted...
}

万一重要，接口(interface)在一个程序集中定义，实现在另一个程序集中定义。

这让我觉得很奇怪，至少有以下原因:

• 像 2 维或 3 维坐标这样基本的类型是否需要将其实现隐藏在接口(interface)之后？我想它允许使用极坐标或球坐标实现 Carthesian 接口(interface)(例如，您可以使用 RoThetaPoint2D 实现 IPoint2D )，但我不记得上次我想在接口(interface)后面隐藏这样的坐标系差异是什么时候了。
• 在我看来IPoint3D扩展 IPoint2D和 Point3D源自 Point2D违反了 Liskov substitution principle (尽管我认为在某些射影几何中，人们可能会争辩说 3D 点"is"2D 点)。
• 使用引用类型会影响性能，尤其是在使用大型点数组时。
• System.Tuple<float, float, float>尽管如此(据我所知，甚至 BCL 设计决策也并非没有争议)，我从未见过将标量三元组视为引用类型的托管代码库。 WinForms、WPF、XNA、SharpDX，以及新的System.Numerics，它们都使用值类型来表示Point、Vector、Size、Rect等。

再一次，当我输入这个时，我偶然发现了 system.web.ui.datavisualization.charting.point3d ，这是一个类(即引用类型)——我想我可以举出更多的例子。

我的问题是； 按上述方式对 2 维和 3 维点/矢量类型进行编码的充分理由是什么？

因为现在我担心我对现有设计的 react 有点下意识，并且完全基于:“我从未见过其他人那样做。”和“这会影响性能。”。这似乎有点弱——我很可能会忽略一些以这种方式做事的重要原因，我洗耳恭听。

Answer 1

这是一个自以为是的问题，好吧，这是一个自以为是的答案......

对于如此简单的东西来说，抽象和接口(interface)太多了。我会简单地拥有我需要的不可变向量类型。

即使 Vector3 不断变化，你也是这样做的:

ObjectA.Vector3 = SomeTransformationFunction(ObjectA.Vector3);

Vector3 在这里完全可以是不可变类型。我很难找到一种场景，其中描述向量的可变类型更好，因此我会说，如果有疑问，请尽可能简单。