具有约束的泛型方法的重载解决问题

Question

代码示例：

interface IFoo { }
class FooImpl : IFoo { }

static void Bar<T>(IEnumerable<T> value)
    where T : IFoo
{
}

static void Bar<T>(T source)
    where T : IFoo
{
}

谁能解释一下，为什么调用这个方法：

var value = new FooImpl[0];
Bar(value);

以Bar<T>(T source) 为目标（因此无法编译）？

在解析重载时，编译器是否会考虑类型参数约束？

UPD。

为了避免与数组混淆。 IEnumerable<T> 的任何实现都会发生这种情况，例如：

var value = new List<FooImpl>();

UPD 2。

@ken2k 提到了协方差。 但是让我们忘记FooImpl。这个：

var value = new List<IFoo>();
Bar(value);

产生同样的错误。
我敢肯定，List<IFoo> 和 IEnumerable<IFoo> 之间存在隐式转换，因为我可以轻松编写如下内容：

static void SomeMethod(IEnumerable<IFoo> sequence) {}

并将value 传递给它：

SomeMethod(value);

Answer 1

在解析重载时，编译器是否会考虑类型参数约束？

不，因为通用约束不是函数签名的一部分。您可以通过添加除通用约束外相同的Bar 重载来验证这一点：

interface IBar { }

static void Bar<T>(IEnumerable<T> value)
    where T : IFoo
{
}

static void Bar<T>(T source)
    where T : IBar
{
    // fails to compile : Type ____ already defines a member called 'Bar' with the same parameter types
}

您的代码无法编译的原因是编译器根据方法签名选择“最佳”匹配，然后尝试应用通用约束。

它不的一个可能原因是因为这个调用会模棱两可：

{假设 List<T> 有一个 Add<T>(IEnumerable<T> source) 方法}

List<object> junk = new List<object>();
junk.Add(1);   // OK
junk.Add("xyzzy") // OK
junk.Add(new [] {1, 2, 3, 4});  //ambiguous - do you intend to add the _array_ or the _contents_ of the array?

明显的解决方法是为接受集合的 Bar 方法使用不同的名称（就像在 BCL 中使用 Add 和 AddRange 所做的那样。

Answer 2

编辑：好的，在传递列表时选择 Bar<T>(T source) 而不是 Bar<T>(IEnumerable<T> source) 的原因是因为 C# 语言参考的“7.5.3.2 Better function member”部分。它的意思是，当必须发生重载决议时，参数类型与适用函数成员的参数类型匹配（第 7.5.3.1 节），并通过以下规则集选择更好的函数成员：

• 对于每个参数，从 EX 到 QX 的隐式转换并不优于从 EX 到 PX 的隐式转换，并且

• 对于至少一个参数，从 EX 到 PX 的转换优于从 EX 到 QX 的转换。

（PX为第一种方法的参数类型，QX为第二种方法）

此规则在“在扩展和类型参数替换之后”应用。由于类型参数替换会将 Bar(T source) 交换为 Bar>(IList source)，因此此方法参数将比需要转换的 Bar(IEnumerable source) 更好地匹配。

我找不到语言参考的在线版本，但您可以阅读它here

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编辑：最初误解了这个问题，正在努力在 c# 语言规范中找到正确的答案。基本上 IIRC 方法是通过考虑最合适的类型来选择的，如果你没有将参数转换为 IEnumerable<>，那么 Bar<T>(T source) 将完全匹配参数类型，就像在这个示例中一样：

public interface ITest { }
public class Test : ITest { }

private static void Main(string[] args)
{
    test(new Test() ); // outputs "anything" because Test is matched to any type T before ITest
    Console.ReadLine();
}


public static void test<T>(T anything)
{
    Console.WriteLine("anything");
}

public static void test(ITest it)
{
    Console.WriteLine("it");
}

找到时会链接到它

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因为数组和可枚举之间的强制转换必须是显式的：这样可以编译

var value = new FooImpl[0].AsEnumerable();
Bar(value);

这也是如此：

var value = new FooImpl[0] as IEnumerable<IFoo>;
Bar(value);

来自the doc：

从 .NET Framework 2.0 开始，Array 类实现了 System.Collections.Generic.IList, System.Collections.Generic.ICollection 和 System.Collections.Generic.IEnumerable 通用接口。这 在运行时将实现提供给数组，因此， 通用接口没有出现在声明语法中 数组类。

因此您的编译器不知道该数组与 Bar 的签名匹配，因此您必须显式转换它

Answer 3

这是一个covariance 问题。 List<T> 不是协变的，所以List<FooImpl> 和List<IFoo> 之间没有隐式转换。

另一方面，从 C# 4 开始，IEnumerable<T> 现在支持协方差，所以这可行：

var value = Enumerable.Empty<FooImpl>();
Bar(value);

var value = new List<FooImpl>().AsEnumerable();
Bar(value);

var value = new List<FooImpl>();
Bar((IEnumerable<IFoo>)value);

Answer 4

从 c# 7.3 开始，通用约束现在被视为方法签名的一部分，用于重载解析。来自What's new in C# 7.0 through C# 7.3: Improved overload candidates：

1. 当方法组包含一些类型参数不满足其约束的泛型方法时，这些成员将从候选集中移除。

因此在c# 7.3 / .Net Core 2.x及以后，问题中显示的代码编译并运行成功，Bar<T>(IEnumerable<T> value)被按需调用。

• 演示 .Net 5 fiddle here 现在编译成功

• 演示 .NET Framework 4.7.3 fiddle here 仍然无法编译并出现错误：

  The type 'FooImpl[]' cannot be used as type parameter 'T' in the generic type or method 'TestClass.Bar<T>(T)'. There is no implicit reference conversion from 'FooImpl[]' to 'IFoo'.