为什么数组不是通用类型？

为什么数组不是通用类型？ 历史

如果数组成为泛型类型会出现什么问题？

回到C＃1.0中，他们主要从Java复制了数组的概念。泛型当时不存在，但是创建者认为它们很聪明，并复制了Java数组具有的破碎的协变量数组语义。这意味着您可以在没有编译时错误的情况下进行此类 *** 作（而是运行时错误）：

Mammoth[] mammoths = new Mammoth[10];Animal[] animals = mammoths; // Covariant conversionanimals[1] = new Giraffe();  // Run-time exception

在C＃2.0中引入了泛型，但没有协变/相反的泛型类型。如果将数组设置为通用数组，则无法将其强制转换

Mammoth[]

为

Animal[]

，这是您之前可以做的（即使它已损坏）。因此，使数组通用将破坏
很多 代码。

仅在C＃4.0中，才引入了接口的协变/逆变泛型类型。这样就可以一劳永逸地修复损坏的数组协方差。但是同样，这会破坏很多现有代码。

Array<Mammoth> mammoths = new Array<Mammoth>(10);Array<Animal> animals = mammoths;// Not allowed.IEnumerable<Animals> animals = mammoths;    // Covariant conversion

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数组实现通用接口

为什么不阵列实现通用

IList<T>

，

ICollection<T>

并且

IEnumerable<T>

接口？

由于运行时招每个数组

T[]

不
执行

IEnumerable<T>

，

ICollection<T>

并

IList<T>

自动。1从

Array

课程文档中：

一维数组实现的

IList<T>

，

ICollection<T>

，

IEnumerable<T>

，

IReadOnlyList<T>

和

IReadOnlyCollection<T>

通用接口。这些实现是在运行时提供给数组的，因此，通用接口不会出现在Array类的声明语法中。

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您可以使用数组实现的接口的所有成员吗？

否。文档以以下注释继续：

将数组强制转换为这些接口之一时要意识到的关键是，添加，插入或删除元素throw的成员

NotSupportedException

。

这是因为（例如）

ICollection<T>

有一个

Add

方法，但是您不能向数组添加任何内容。它将引发异常。这是.NET
framework中早期设计错误的另一个示例，该错误会使您在运行时引发异常：

ICollection<Mammoth> collection = new Mammoth[10];  // Cast to interface typecollection.Add(new Mammoth());// Run-time exception

并且由于

ICollection<T>

不是协变的（出于明显的原因），您不能这样做：

ICollection<Mammoth> mammoths = new Array<Mammoth>(10);ICollection<Animal> animals = mammoths;     // Not allowed

当然，现在也有协变量

IReadOnlyCollection<T>

接口，该协变量接口也由引擎盖1下的数组实现，但仅包含协变量接口，

Count

因此用途有限。

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基类

Array

如果数组是通用的，我们还需要非通用的

Array

类吗？

在早期，我们做到了。所有阵列实施非通用

IList

，

ICollection

并且

IEnumerable

接口，可以通过它们的基类

Array

。这是为所有数组提供特定方法和接口的唯一合理方法，并且是

Array

基类的主要用途。您会看到枚举的相同选择：它们是值类型，但继承自

Enum

;；以及继承自的代表

MulticastDelegate

。

Array

现在支持泛型了，可以删除非泛型基类吗？

是的，所有数组共享的方法和接口都可以在通用

Array<T>

类上定义（如果有）。然后，您可以编写示例，

Copy<T>(T[] source, T[]destination)

而不是

Copy(Array source, Array destination)

使用某种类型安全性的附加好处。

但是，从面向对象编程的角度来看，最好有一个通用的非泛型基类

Array

，该基类可用于引用 任何
数组，而不管其元素的类型如何。就像如何

IEnumerable<T>

继承

IEnumerable

（在某些LINQ方法中仍在使用）。

可以在

Array

基类派生自

Array<object>

？

不，这将创建循环依赖项：

Array<T> : Array : Array<object> : Array : ...

。另外，这意味着您可以将 任何
对象存储在数组中（毕竟，所有数组最终都将继承自type

Array<object>

）。

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未来

是否可以在

Array<T>

不影响现有代码太多的情况下添加新的通用数组类型？

不能。虽然可以使语法适合，但不能使用现有的数组协方差。

数组是.NET中的一种特殊类型。它甚至在通用中间语言中都有自己的说明。如果.NET和C＃设计人员决定走这条路，他们可以

T[]

为其制作语法语法糖

Array<T>

（就像

T?

语法糖的

Nullable<T>

用法一样），并且仍然使用特殊的指令和支持在内存中连续分配数组。

但是，你会失去的能力，铸造阵列

Mammoth[]

到其基本类型之一

Animal[]

，类似于如何可以不投

List<Mammoth>

给

List<Animal>

。但是无论如何数组协方差都被破坏了，还有更好的选择。

数组协方差的替代方案？

所有数组都实现

IList<T>

。如果将

IList<T>

接口设为适当的协变接口，则可以将任何数组

Array<Mammoth>

（或与此相关的任何列表）转换为

IList<Animal>

。但是，这需要

IList<T>

重写接口以删除可能更改基础数组的所有方法：

interface IList<out T> : ICollection<T>{    T this[int index] { get; }    int IndexOf(object value);}interface ICollection<out T> : IEnumerable<T>{    int Count { get; }    bool Contains(object value);}

（请注意，输入位置上的参数的类型不能

T

那样，因为这会破坏协方差。但是，

object

对于

Contains

和

IndexOf

来说已经足够了，

false

当传递不正确类型的对象时，它们会返回。而且实现这些接口的集合可以提供自己的泛型

IndexOf(Tvalue)

和

Contains(T value)

）

然后，您可以这样做：

Array<Mammoth> mammoths = new Array<Mammoth>(10);IList<Animals> animals = mammoths;    // Covariant conversion

甚至有很小的性能改进，因为在设置数组元素的值时，运行时不必检查分配的值是否与数组元素的实际类型兼容。

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我的刺

我刺探了这种

Array<T>

类型如何在C＃和.NET中实现，并结合上述真正的协变量

IList<T>

和

ICollection<T>

接口，将如何工作，并且效果很好。我还添加了不变式

IMutableList<T>

和

IMutableCollection<T>

接口，以提供我的new

IList<T>

和

ICollection<T>

接口缺乏的突变方法。

我围绕它构建了一个简单的集合库，您可以从BitBucket下载源代码和编译的二进制文件，或安装NuGet软件包：

M42.Collections
–具有比内置.NET集合类更多的功能，特性和易用性的专业集合。

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1）数组

T[]

中.NET 4.5工具通过它的基类

Array

：

ICloneable

，

IList

，

ICollection

，

IEnumerable

，

IStructuralComparable

，

IStructuralEquatable

;
默默通过运行时：

IList<T>

，

ICollection<T>

，

IEnumerable<T>

，

IReadOnlyList<T>

，和

IReadOnlyCollection<T>

。