多态性如何处理 C# 中未定义的中间类型？

Question

在下面的代码中，我预计调用 a.Generate(v) 会导致调用 V.Visit(A a)，因为当调用 Generate 时，this 属于 A 类型。然而，似乎 this 被视为Inter 代替。

是否可以在不显式实现A 和B 中的（相同）方法且仅在共享基类上实现预期行为？如果可以，如何实现？

using System;
using System.Diagnostics;

namespace Test {
    class Base {}
    class Inter: Base {
        public virtual void Generate(V v) {
            // `Visit(Base b)` and not `Visit(A a)` is called when calling
            // A.Generate(v). Why?
            v.Visit(this);
        }
    }

    class A: Inter {}
    class B: Inter {}

    class V {
        public void Visit(Base b) { throw new NotSupportedException(); }
        public void Visit(A a)    { Trace.WriteLine("a"); }
        public void Visit(B b)    { Trace.WriteLine("b"); }
    }

    class Program {
        static void Main() {
            V v = new V();
            A a = new A();
            B b = new B();

            a.Generate(v);
            b.Generate(v);
        }
    }
}

编辑 答案中建议上面的代码不是多态的。我会反对。 V.Visit 是 polymorphic。

Answer 1

您期望调用 v.Visit(this) 来确定要根据 v 和 @987654324 的 运行时类型 调用 Visit 的哪个重载@。

具有该功能的语言称为“双重虚拟调度”语言。 （或者，如果考虑多于两件事，它们被称为“多虚拟调度”语言，或“多方法”语言。）

C# 不是双虚拟调度语言；它是一种单虚拟调度语言在编译时做出调度决策时。也就是说，选择哪个重载是根据receiver的runtime类型来决定的，但是compile-time类型参数。

现在，在您的情况下，C# 不使用 single virtual dispatch 因为对Visit 的调用根本就不是虚拟调用！对Generate 的调用是虚拟调用这一事实完全无关紧要，Visit 过载的事实也无关紧要。对Visit 的分派是非虚拟的，因此分派逻辑完全基于接收者v 的编译时 类型和参数this。由于已知接收器的类型为V，并且已知参数的类型为Inter，因此重载决议必须选择最佳匹配仅考虑该信息。它无法选择采用A 或B 的Visit 版本，因为它们比已知参数类型Inter派生更多。它必须选择具有较少派生形式参数类型的重载，Base。

如果您希望在 C# 中实现双虚拟调度，有两种标准方法可以实现。首先可以使用dynamic；使用dynamic，分析是在运行时使用运行时类型执行的。只需将接收器和参数转换为dynamic，编译器就会为您处理好。但是，这会带来巨大的性能成本。

第二种标准方法是使用访问者模式，您可以通过在互联网上搜索找到它。我怀疑根据您的方法名称，您已经尝试实现访问者模式；这不是正确的做法。

Answer 2

这不是多态代码，多态代码具有动态绑定，它决定了在运行时调用哪个方法。两个对象都必须有一个相似的基类和虚拟方法来做这个动态绑定。现在您的绑定是静态的，并且在编译时确定。

Answer 3

问题是Generate 方法是在Iter 类中定义的。因此，当调用Generate 方法时，它会将引用传递给Iter。

如果您想传入A 或B，请将Generate 设为虚拟并在A 和B 级别覆盖它以传入正确的强制转换值。

Answer 4

你到底期待什么？

public void Visit(Base b) { Trace.WriteLine(b.GetType().Name);  } 

不知何故，编译器为 v.Visit(this) 编译了一个版本的代码。它无法根据传递的参数的真实类型为每个调用实例编译不同的版本。

在多态设计中，Inter 及其每个派生类负责做“个人”的事情。

public void Visit(Base b) { b.VisitedBy(v);  } 

其中VisitedBy() 是一个虚函数。