未来的C#之覆写放宽

Microsoft

摘要： 能使用协变（covariant）返回类型，这是一个在.NET中常被请求到的特性。例如，可以使用“override Widget Clone()”覆写“virtual object Clone()”。从类型安全的角度看，这种做法完全可以接受，但是当前并不被C#所允许。

作者： Jonathan Allen

正文：

能使用协变（covariant）返回类型，这是一个在.NET中常被请求到的特性。例如，可以使用“override Widget Clone()”覆写“virtual object Clone()”。从类型安全的角度看，这种做法完全可以接受，但是当前并不被C#所允许。

根据“对协变返回类型的建议”，该规则将被放宽，使得相比于基类中的方法，子类中的同一方法可以返回更具体的类型。除了上例中给出的Clone方法之外，这种放宽对抽象工厂和其他框架代码也会十分有用。

隐式投影（Implicit Shadowing）

在C#中，一种可能的实现方法是发射（Emit）两个函数。还以Clone方法为例，我们可以在中间语言（IL）中看到如下的方法签名（Method Signature）：

override object Clonable.Clone()
public new Widget Clone()

按HaloFour的说法，这是可以工作的，原因在于：

在通用语言运行库（CLR，Common Language Runtime）规范中，看上去的确允许覆写具有不同的名字，并可以具有不同的可见性（Visibility）。

[…]

通过在IL中显式地使用“.override”语句，我能解决所有的重载决议（Overload Resolution）问题，并能使用具有不同可见性和名字的方法进行覆写。

该编译器特性可与现有的CLR版本无缝工作，并且旧版本的VB或C#将可以毫无问题地消费这样的类。

但是这一做法也存在着一些限制。首先，从覆写方法正常继承而来的属性是不能被拷贝到隐藏（New）方法中的。从技术上讲，编译器可以拷贝基类属性到隐藏方法上。但是这种做法存在着问题，一旦添加隐藏属性添加到基类方法，就将需要对子类进行重编译。

其次，这也会导致在使用反射（Reflection）时，难以看到隐藏方法与被覆写的基类方法之间的关联。

最后一点，这会对通过基类接口的调用方法产生性能上的影响。但是，该问题可以通过尾调用（Tail Call）及其他优化技术缓解。

属性

在C#中，另一种可能的实现方法是使用新属性。如果编译器能识别该属性，则会针对更具体的类型自动添加强制转换（Cast）。

该方法的一个缺点在于，如果新属性不能被语言所理解，就不能使用该方法。当然，新属性也必须添加到基础类库（BLC，Base Class Library）中，这意味着它不会在所有的平台上立刻可用。

另一个缺点是，它可能会在处理结构体时引入不必要的装箱（Boxing）操作。继续以上面的Clone方法为例，编译器将必须装箱一个WidgerStruct结构体，然后立刻将其强制转换为一个正常的WidgetStruct结构体。

投影和覆写的放宽

另一种替代做法是放宽对投影的限制规则。当前，一个方法是不允许同时被投影和覆写的。但是，考虑到CLR是支持这种做法的，C#只是允许显式地编写如下代码：

class Widget : Cloneable
{
    public override Cloneable Clone()
    {
        return this.Clone();
    }
    public new Widget Clone()
    {
        return [...];
    }
}

根据隐式投影的建议，这将依赖编译器去重命名重载方法。

时间表

需要指出的是，大部分该特性相关的讨论出现于2015年上半年，即两年之前。但是该建议是在今年二月份才正式写完，因此尚未采取任何行动，或者说尚未公开采取任何行动。

查看英文原文： C# Futures: Relaxed Overrides