說在,開篇之前
在.NET世界裡,我們常常聽到的一句話莫過於“System.Object是一切類型的根,是所有類型的父類”,以至於我在《你必須知道的.NET》8.1節 以“萬物歸宗:System.Object”這樣的title為System.Object授予至高榮譽。所以,基於這樣的觀點就有了下面這句“接口是否也繼承於System.Object?”,事實上這正是今天在技術群裡小小討論的一個插曲。
1 緣起
在.NET世界裡,我們常常聽到的一句話莫過於“System.Object是一切類型的根,是所有類型的父類”,以至於我在《你必須知道的.NET》8.1節 以“萬物歸宗:System.Object”這樣的title為System.Object授予至高榮譽。所以,基於這樣的觀點就有了下面這句“接口是否也繼承於System.Object?”,事實上這正是今天在技術群裡小小討論的一個插曲。
持“interface也繼承於object”,是基於以下的兩個觀點推斷的:
觀點一:
接口本質上也是一個class,因為接口類型編譯之後在IL中被標識為.class,既然是類那麼不可避免的最終繼承於System.Object。
觀點二:
假如有如下的接口和實現接口的類型:
// Release : code01, 2009/03/04
// Author : Anytao, http://www.anytao.com
// List : IObjectable.cs
public interface IObjectable
{
}
// Release : code02, 2009/03/04
// Author : Anytao, http://www.anytao.com
// List : MyObject.cs
public class MyObject : IObjectable
{
}
那麼,對於IObjectable對象而言,下面的調用是可行的:
// Release : code03, 2009/03/04
// Author : Anytao, http://www.anytao.com
// List : Program.cs
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
IObjectable obj = new MyObject();
//Call Object instance methods
obj.ToString();
//Call Object static methods
IObjectable.Equals(null, null);
}
}
顯然,IObjectable類型變量obj可以訪問存在於System.Object中的實例方法ToString()和虛方法Equals,當然其他的幾個公共服務也不例外:GetType()、Equals()、GetHashcode()、ReferenceEquals(),也可以由此推斷interface可訪問Object方法的蛛絲馬跡。
不可否認,以上觀點的部分推理是完全正確的,但是卻遺憾的導致了錯誤的答案,所以在本文中我將明確的找出:interface不繼承於object的原因和原理。關於接口本質話題的深度討論,請參考《你必須知道的.NET》1.5 “玩轉接口”和7.4 “面向抽象編程:接口和抽象類”的詳細分析。
2 從面向對象尋找答案
為了找出接口繼承的原因,我想從接口存在的意義入手是最能夠說明問題的辦法?接口,就像面向對象設計中的精靈,為OO思想注入了靈魂和活力,接口突破了繼承在縱向上的擴展方向,在橫向給予對象以更靈活的支持機制。
接口,封裝了對於行為的抽象,定義了實現者必須遵守的契約。例如,實現了System.ICloneable接口的類型被賦予了“可以被拷貝”這樣的契約,實現了System.Collections.IEnumerable接口的類型被賦予了“可以被枚舉”這樣的契約,不同的接口定義了不同的契約,就像不同的法律約束了不同的行為。那麼接口應該賦予的契約至少在層次上保持相對的單純和統一,如果為所有接口都無一例外的賦予GetType()、Equals()、GetHashcode()、ReferenceEquals()還有ToString()這樣的契約,未免使得接口的純潔和統一變得無從談起,例如強迫任何實現了System.ICloneable接口的類型同時遵守其他的約定是對ICloneable本身的侮辱。
從接口單一原則延伸思考,一個包含雜七雜八的接口定義顯然不是interface應該具有的純正血統,對於深谙面向對象為何物的.NET設計者而言,這是不言而喻的問題。所以,我們從接口本身的職責和意義出發,決定interface不從System.Object繼承是完全正確的。
3 在IL探求究竟
再次應用強大的IL武器來探求事實的真相,我們以Reflector打開所有的.NET既有接口,例如IList、IEmumerable、ICollection,都會有個共同的發現那就是你找不到extends System.Object這樣的標識:
.class public interface abstract auto ansi ICloneable
{
.custom instance void System.Runtime.InteropServices.ComVisibleAttribute::.ctor(bool) = { bool(true) }
.method public hidebysig newslot abstract virtual instance object Clone() cil managed
{
}
}
自定義類型也是如此,我們看看IObjectable的IL反編譯定義:
.class public interface abstract auto ansi IObjectable
{
}
而以extends標識繼承關系是IL代碼告訴我們真相的最佳證明。
System.Object真是“萬物歸宗”嗎?
讓我們再次回眸一笑,把Object進行一番把玩,難道一切類型都得繼承自Object嗎?其實不然。以ILASM.exe進行IL代碼編譯時,有一個參數選項NOAUTOINHERIT,正如其解釋所描述的那樣:
/NOAUTOINHERIT Disable inheriting from System.Object by default
顯然NoAutoInherit選項提供了為.NET類型“去掉帽子”的作用,簡單言之就是,在未指定基類時,禁止類型自動從Object繼承。
我們可以玩兒一個翻來覆去的IL游戲,將我們本文開始的Anytao.Insidenet.InterfaceInside.exe控制台程序以ILDASM.exe工具Dump為IL代碼My.il,例如MyObject被反編譯為:
.class public auto ansi beforefieldinit Anytao.Insidenet.InterfaceInside.MyObject
extends [mscorlib]System.Object
implements Anytao.Insidenet.InterfaceInside.IObjectable
{
.method public hidebysig specialname rtspecialname
instance void .ctor() cil managed
{
// Code size 7 (0x7)
.maxstack 8
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
IL_0006: ret
} // end of method MyObject::.ctor
} // end of class Anytao.Insidenet.InterfaceInside.MyObject
我們可以選擇刪除其中所有extends繼承的代碼,再以ILASM.exe對其進行noautoinherit編譯,並生成
ilasm /exe /output:noobject.exe /noautoinherit my.il
新生成的noobject.exe程序將沒有從object繼承,某種程度上打破了“萬物歸宗”的創奇,MyObject就像一個無根之木,飄搖在我機器的某個深處。
4 結論
interface不從object繼承,那麼足下高見呢?文章雖短,取一瓢飲之,暢也。
那麼,我們該如何回答本文開始對此質疑的兩種觀點呢?
回答觀點一:
接口本質上還是一個類,但是一個特殊的類,它的特殊性表現在諸多的方面,例如所有的方法和屬性都是抽象的、支持多繼承等等,既然特殊那就特殊到底,不繼承於任何的父類也是其中之一吧。
雖然這種解釋未免牽強,但是如前文所述回到接口本源的角度而言,卻是最好的解釋。
回答觀點二:
.NET一切類型都隱式繼承於System.Object,那麼對於實現了任何接口的類型而言,例如:
// Release : code02, 2009/03/04
// Author : Anytao, http://www.anytao.com
// List : MyObject.cs
public class MyObject : IObjectable
{
}
其在本質上相當於:
// Release : code02, 2009/03/04
// Author : Anytao, http://www.anytao.com
// List : MyObject.cs
public class MyObject : Object, IObjectable
{
}
所以對於MyObject實例obj而言,obj.ToString()實質是MyObject類繼承於object,而不代表接口IObjectable也繼承於object。那麼IObjectable.Equals()則是編譯器做了手腳,將IObjectable.Equals()翻譯為Object.Equals()所致(來自腦袋高論,表示熱烈感謝)。事實上,對於接口聲明類型的方法調用,在實現機制上完全不同於一般的直接方法調用和虛方法分派機制,我們將在後續篇幅中詳細討論這一更重要的話題。
好了,interface,想說愛你不容易,可能我們還會再次相遇,也敬請朋友們繼續關注:你必須知道的.NET。
文章來源:http://anytao.cnblogs.com/