c# - 我可以获得代码契约(Contract)来警告我有关 "illegal"子类型的信息吗？

Question

抱歉，如果这个问题看起来太长了。在我提问之前，我需要说明它的来源。

设置:

给定以下不可变类型 Rectangle:

class Rectangle
{
    public Rectangle(double width, double height) { … }

    public double Width  { get { … } }
    public double Height { get { … } }
}

...从中派生类型 Square 似乎完全合法:

using System.Diagnostics.Contracts;

class Square : Rectangle
{
    public Square(double sideLength) : base(sideLength, sideLength) { }

    [ContractInvariantMethod]
    void WidthAndHeightAreAlwaysEqual()
    {
        Contract.Invariant(Width == Height);
    }
}

…因为派生类可以确保它自己的不变性永远不会被违反。

但是一旦我使 Rectangle 可变:

class Rectangle
{
    public double Width  { get; set; }
    public double Height { get; set; }
    …
}

…我不应该再从中派生 Square，因为 Square 不应该为 Width 和 Height 设置独立的 setter 。

问题:

我如何处理代码契约，以便在我从可变 Rectangle 类派生 Square 时立即警告我违反契约？ Code Contracts 的静态分析最好在编译时给我一个警告。

换句话说，我的目标是使用代码契约对以下规则进行编码:

• Width 和 Height 的 Rectangle 可以相互独立地改变。
Square 的
• Width 和 Height 不能相互独立地更改，这从一开始就没有意义。

... 并以这样一种方式进行，只要这些规则“冲突”，代码契约就会注意到。

到目前为止我考虑的是:

<强>1。向 Rectangle 添加不变量:

class Rectangle
{
    …
    [ContractInvariantMethod]
    void WidthAndHeightAreIndependentFromOneAnother()
    {
        Contract.Invariant(Width != Height || Width == Height);
    }
}

这种方法的问题在于，虽然不变量正确地指出“宽度和高度不必相等，但它们可以”，但它是无效的，(1) 因为它是重言式，并且 (2 ) 因为它比派生类 Square 中的不变 Width == Height 限制更少。也许它甚至在 Code Contracts 看到它之前就被编译器优化掉了。

<强>2。向 Rectangle 的 setter 添加后置条件:

public double Width
{
    get { … }
    set { Contract.Ensures(Height == Contract.OldValue(Height)); … }
}

public double Height
{
    get { … }
    set { Contract.Ensures(Width == Contract.OldValue(Width)); … }
}

这将禁止派生类 Square 在 Width 更改时简单地将 Height 更新为 Width ，反之亦然相反，它不会阻止我本身从Rectangle 派生Square 类。但这是我的目标:让代码契约警告我 Square 不能从可变的 Rectangle 派生。

Answer 1

最近的 MSDN 杂志中有一篇非常相关的文章讨论了基本相同的问题:"Code Contracts: Inheritance and the Liskov Principle" - 我想不出更好的答案。

您认为“非法”子类型基本上违反了 Liskov 替换原则，这篇文章展示了代码契约如何帮助检测这个问题。