为什么数组实现IList？答案

【问题标题】：Why array implements IList?为什么数组实现IList？
【发布时间】：2011-08-23 13:06:59
【问题描述】：

查看System.Array类的定义

public abstract class Array : IList, ...

理论上，我应该能写到这点，开心

int[] list = new int[] {};
IList iList = (IList)list;

我也应该能够从 iList 调用任何方法

 ilist.Add(1); //exception here

我的问题不是为什么会出现异常，而是为什么 Array 实现 IList？

【问题讨论】：

好问题。我从不喜欢胖接口的想法（这是这种设计的技术术语）。
@Henk，见：blogs.msdn.com/b/bclteam/archive/2004/11/19/267089.aspx
真的有人关心 LSP 吗？这对我来说似乎很学术。
@Gabe，那么您需要使用更大的代码库。实现一个行为（从接口继承）然后简单地忽略你不喜欢/不能支持的东西会导致臭味、混淆、强制转换，最后：错误代码。
@Gabe 它的集合意味着可变性而不是它包含的实体。您可以使您的类成员成为实现 IRWList 和 IReadList 的类型，在您的类内部使用 if 作为 IRWList 并将其公开为 IReadList。是的，你必须把复杂性放在某个地方，但我只是不明白这如何适用于无视 LSP 作为一个非常好的设计原则（虽然不知道 IsReadOnly 属性，但从消费者的角度来看这使得 IList 更加复杂）

标签： c# arrays ilist liskov-substitution-principle

【解决方案1】：

因为数组允许通过索引快速访问，而IList/IList<T> 是唯一支持这一点的集合接口。所以也许你真正的问题是“为什么没有索引器的常量集合接口？”对此我没有答案。

集合也没有只读接口。而且我缺少的不仅仅是带有索引器界面的恒定大小。

IMO 应该有更多（通用）集合接口，具体取决于集合的功能。而且名称也应该不同，List 对于带有索引器的东西，IMO 真的很愚蠢。

只是枚举IEnumerable<T>
只读但没有索引器（.Count、.Contains、...）
可调整大小但没有索引器，即设置为 (Add, Remove,...) current ICollection<T>
使用索引器只读（indexer、indexof、...）
带索引器的恒定大小（带设置器的索引器）
带有索引器的可变大小（插入，...）当前IList<T>

我认为当前的集合界面设计不佳。但由于它们有属性告诉你哪些方法是有效的（这是这些方法契约的一部分），它不会违反替换原则。

【讨论】：

感谢您的回答。但我宁愿保留这个问题。原因很简单。接口是一个公共合约。如果一个人实现它，就必须完全实现所有成员，否则它会破坏 LSP 并且通常闻起来很糟糕，不是吗？
它确实破坏了 LSP。如果它没有 list.Add(item) 应该将项目添加到列表中，而不管具体类型如何。例外情况除外。在数组实现中，在非异常情况下抛出异常，这本身就是不好的做法
@smelch 很抱歉，您当时弄错了 LSP。数组没有实现add，因此不能替代需要该功能时执行的操作。
我承认它在技术上不违反 LSP只是因为文档声明您应该检查 IsFixedSize 和 IsReadOnly 属性，它绝对违反了告诉，不要问的原则和最不意外的原则。当您只想为 9 种方法中的 4 种抛出异常时，为什么要实现接口？
距离最初的问题已经过去了一段时间。但是现在使用 .Net 4.5，有额外的接口 IReadOnlyList 和 IReadOnlyCollection。

【解决方案2】：

documentationIList 的备注部分说：

IList 是 ICollection 接口是基础所有非通用列表的接口。 IList 实现分为三种类别：只读、固定大小和可变大小。一个只读的 IList 无法修改。固定大小的 IList 不允许添加或删除的元素，但它允许修改现有元素。一种可变大小的 IList 允许添加、删除和修改元素。

显然，数组属于固定大小的类别，因此根据接口的定义，它是有意义的。

【讨论】：

我猜他们最终会得到很多接口。 IListFixedSize, IListReadOnly...
从文档的角度来看，这实际上是一个很好的答案。但对我来说，它看起来更像是一个黑客。接口必须精简和简单，以便类实现所有成员。
@oleksii：我同意。接口和运行时异常并不是最优雅的组合。为了保护Array，它确实显式地实现了Add 方法，从而降低了意外调用它的风险。
直到我们创建一个不允许修改和添加/删除的IList的实现。然后文档不再正确。 :P
@Magnus - 在 .Net 4.5 中，有额外的接口 IReadOnlyList 和 IReadOnlyCollection。

【解决方案3】：

因为并非所有ILists 都是可变的（请参阅IList.IsFixedSize 和IList.IsReadOnly），并且数组的行为当然类似于固定大小的列表。

如果你的问题真的是“为什么它实现了一个非泛型接口”，那么答案是这些在泛型出现之前就已经存在了。

【讨论】：

@oleksii：不，它不会破坏 LSP，因为接口 IList itself 告诉你它可能不是可变的。如果它实际上被保证是可变的并且数组告诉你否则，那么它将违反规则。
实际上，Array 在泛型IList<T> 的情况下会破坏LSP，在非泛型IList 的情况下不会破坏LSP：enterprisecraftsmanship.com/2014/11/22/…
@joe：我不相信有办法，尽管你总是可以尝试投到IList 并检查一下。不过你应该在一个单独的问题中问这个......

【解决方案4】：

这是我们从不清楚如何处理只读集合以及 Array 是否为只读的时代遗留下来的。 IList 接口中有 IsFixedSize 和 IsReadOnly 标志。 IsReadOnly 标志意味着集合根本无法更改，IsFixedSize 意味着集合确实允许修改，但不允许添加或删除项目。

在 .Net 4.5 的时候，很明显需要一些“中间”接口来处理只读集合，因此引入了 IReadOnlyCollection<T> 和 IReadOnlyList<T>。

这里有一篇很棒的博文描述了细节：Read only collections in .NET

【讨论】：

【解决方案5】：

IList 接口的定义是“表示可以通过索引单独访问的非泛型对象集合。”。数组完全满足这个定义，所以必须实现接口。调用 Add() 方法时的异常是“System.NotSupportedException：Collection was a fixed size”，并且由于数组无法动态增加其容量而发生。它的容量是在创建数组对象时定义的。

【讨论】：

【解决方案6】：

让数组实现 IList（以及可传递的 ICollection）简化了 Linq2Objects 引擎，因为将 IEnumerable 转换为 IList/ICollection 也适用于数组。

例如，Count() 最终会在后台调用 Array.Length，因为它被强制转换为 ICollection 并且数组的实现返回 Length。

如果没有这个，Linq2Objects 引擎将不会对数组进行特殊处理并执行可怕的操作，或者他们需要将代码加倍，为数组添加特殊情况处理（就像他们为 IList 所做的那样）。他们一定选择让数组实现 IList。

这就是我对“为什么”的看法。

【讨论】：

【解决方案7】：

还有实现细节 LINQ Last 检查 IList ，如果它没有实现 list 他们将需要 2 次检查来减慢所有 Last 调用或让 Last 上的 Array 花费 O(N)

【讨论】：