为什么不能从泛型约束中隐式推断 `this` 的类型转换？答案

【问题标题】：Why can't the type conversion of `this` be implicitly inferred from the generic contraint?为什么不能从泛型约束中隐式推断 `this` 的类型转换？
【发布时间】：2017-10-19 16:45:32
【问题描述】：

我有以下课程：

public class Item<TItem>
    where TItem : Item<TItem>
{
    void GetReference()
    {
        TItem item = this;
    }
}

此处TItem item = this; 生成编译器错误“无法将Item<TItem> 隐式转换为TItem”。

但是为什么我们需要在这里进行转换呢？我们已经定义了约束where TItem : Item<TItem>，所以可以认为根本不需要转换，因为这两种类型是相同的，不是吗？

顺便说一句，可以使用显式转换。这也在编译器错误中说明。

【问题讨论】：

您为什么认为where 子句描述了TItem 的身份及其约束？如果您说where TItem : Mammal，您会认为TItem 必须是完全是哺乳动物，还是认为TItem 必须是与Mammal 兼容的任何类型，比如Tiger 或Dog？我很想知道人们是如何对编程语言产生错误信念的；你认为where 子句是什么意思，你是怎么知道的？
我看着它想了想：“嗯，TItem 可以是Item<TItem> 或任何派生出来的东西。所以由于我们目前在Item<TItem> 类中工作，所以这个类（@ 的类型987654339@) 应该属于该类别，因此应该可以分配给TItem。”就这样，乔恩·斯基特（Jon Skeet）所描绘的案例悄悄地从我的脑海中溜走了。
知道了；谢谢！如果你对这个主题感兴趣，几年前我写了一篇关于它的文章。 blogs.msdn.microsoft.com/ericlippert/2011/02/03/… 我建议避免这种模式；正如您所发现的，这很难推理。
我已经阅读了我的评论几次，现在我犯的错误对我来说更清楚了。仍然很难就这个概念接受一些培训，因为它很难形象化。

标签： c# generics types constraints implicit

【解决方案1】：

因为它不安全。考虑：

public class GoodItem : Item<GoodItem>
{
    // No problem
}

public class EvilItem : Item<GoodItem>
{
    // GetReference body would be equivalent to 
    // GoodItem item = this;
    // ... but this *isn't* a GoodItem, it's an EvilItem!
}

EvilItem 满足 TItem 的约束没有问题 - GoodItem 确实派生自 Item<GoodItem>。

没有办法表达被声明的类和类型参数之间的关系，而这正是你真正想要的。

【讨论】：

【解决方案2】：

那是因为你的类是 Item<TItem> 而不是 TItem。你可以有；

Item<TItem> item = this;

这个样本有点让人费解。将其置于上下文中TItem item = this; 决定尝试这样做

Item<TItem> item = new Item<Item<TItem>>();

【讨论】：

但是TItem 必须是Item<TItem> 对吧？既然禁忌告诉它
@BrunoZell 我认为您对泛型所说的内容感到困惑。如果你想要一个TItem 的实例，你可以拥有Activator.CreateInstance(typeof(TItem))，但该类是它自己的类型，with 是TItem 类型的泛型，但它本身不是TItem。这是Item<TItem>
@DiskJunky 他在做Curiously recurring template pattern，通用约束说"TItem 必须是或继承自Item<TItem>"，this 是@987654337 @ 所以它应该是可分配的。
@BrunoZell 您可以将任何东西转换为任何东西，它会编译。这只是将问题推迟到运行时。
@ScottChamberlain 约束说TItem 可以转换为Item<TItem>，它不说Item<TItem> 可以转换为TItem。想象一下，如果约束说where TItem : object。仅仅因为您知道TItem 是一个对象并不意味着所有对象都是TItems。

【解决方案3】：

因为每个TItem 都是Item<TItem>（由 where 约束声明），但反之则不然。

TItem 可能比 Item<TItem> 更派生，this 也是如此，TItem 可能是 Apple，this 可能是橙子。所以编译器会阻止赋值。

目前在c#中没有办法声明类型参数必须匹配继承类本身的类型。

有两种常见的方法来解决这个问题。首先使用显式强制转换

TItem GetReference() => (TItem) this;

确保继承类使用正确的类型参数是您的工作，否则如果您尝试使用此方法，您可能会遇到运行时异常。

第二种方法是使用类本身的返回类型。这是安全的（没有运行时例外），但对派生类没有任何形式的契约。也就是说，您应该确保为每个派生类编写此方法。

Item<TItem> GetReference() => this;

现在您可以在派生类中隐藏此方法。

new Derived GetReference() => this; // public class Derived : Item<Derived>

请注意，此功能已在 GitHub c# 存储库中请求，https://github.com/dotnet/csharplang/issues/252

您只需要等待 c# 团队添加此功能 :)

【讨论】：