C# 8.0 默认接口成员的意外行为

Question

考虑以下代码：

interface I {
    string M1() => "I.M1";
    string M2() => "I.M2";
}

abstract class A : I {}

class C : A {
    public string M1() => "C.M1";
    public virtual string M2() => "C.M2";
}

class Program {
    static void Main() {
        I obj = new C();
        System.Console.WriteLine(obj.M1());
        System.Console.WriteLine(obj.M2());
    }
}

它在 .NET Core 3.1.402 中产生以下意外的 output：

I.M1
C.M2

Class A没有I成员的隐式或显式实现，所以我希望默认实现用于C ，因为C继承了A的接口映射并且没有明确地重新实现I 。 根据 ECMA-334 (18.6.6) 和 C# 6.0 语言规范：

class 继承了其基类提供的所有接口实现。

如果不显式重新实现接口，派生的 class 不能以任何方式改变它从其基类继承的接口映射。

特别是，我期望以下 output：

I.M1
I.M2

当A未声明为抽象时，确实会发生这种情况。

上面代码的行为是 C# 8.0 中的预期行为，还是某些错误的结果？ 如果有意，为什么C中的方法仅在声明为虚拟时（在M2而不是M1的情况下）并且仅在A声明为抽象时才隐式实现I的相应成员？

编辑：

虽然我仍然不清楚这是一个错误还是一个功能（我倾向于认为这是一个错误，并且第一条评论中链接的讨论到目前为止还没有定论），但我想到了一个更危险的场景：

class Library {
    private interface I {
        string Method() => "Library.I.Method";
    }
    
    public abstract class A: I {
        public string OtherMethod() => ((I)this).Method();
    }
}

class Program {
    private class C: Library.A {
        public virtual string Method() => "Program.C.Method";
    }
    
    static void Main() {
        C obj = new C();
        System.Console.WriteLine(obj.OtherMethod());
    }
}

请注意，接口Library.I和 class Program.C是各自类的私有接口。 特别是，方法Program.C.Method应该无法从 class Program外部访问。 class Program的作者可能认为可以完全控制方法Program.C.Method何时被调用，甚至可能不知道接口Library.I （因为它是私有的）。 但是，它是从Library.A.OtherMethod调用的，因为 output 是：

Program.C.Method

这看起来像是一种脆弱的基础 class 问题。 Program.C.Method被声明为公开的事实应该是无关紧要的。 请参阅 Eric Lippert 的这篇博客文章，其中描述了一个不同但有些相似的场景。

Answer 1

自从引入 C# 8.0 以来，支持接口的默认实现。 通过此介绍，接口的实现成员的查找过程已更改。 关键部分在于如何定义实例（在您的示例 obj 中）或类型语法。

让我们从执行成员解析的 7.3 方法开始，并替换I obj = new C(); C obj = new C(); 运行时将打印以下 output： C.M1 C.M2

如您所见，WriteLine 都将结果打印为 class C 定义的实现。这是因为类型语法指的是 class，而“第一行”实现是 class C 的实现。

现在当我们把它改回I obj = new C(); 我们看到不同的结果，即： I.M1 C.M2这是因为虚拟和抽象成员没有像 M1（未标记为虚拟）那样被最派生的实现替换。

现在主要问题仍然存在，为什么 C 中的方法仅在声明为虚拟时（在 M2 而不是 M1 的情况下）并且仅在 A 声明为抽象时才隐式实现 I 的相应成员？

当 class A 是非抽象 class 时，它“主动”实现接口，而当它是抽象 class 时，class 仅需要继承接口 class 的 class 也实现接口 88399581818。 当我们查看您的示例时，我们不能这样写：|

A obj = new C();

System.Console.WriteLine(obj.M1()); // Method M1() is not defined

有关更多信息，您可以在这里查看： https://github.com/do.net/roslyn/blob/master/docs/features/DefaultInterfaceImplementation.md

以下是他们的结果的一些变化：

I obj = new C(); // with A as abstract class I obj = new C(); // with A as abstract class结果为I.M1 C.M2

I obj = new C(); // with A as class I obj = new C(); // with A as class结果为I.M1 I.M2

C obj = new C(); // with or without A as abstract class C obj = new C(); // with or without A as abstract class结果为C.M1 C.M2

I obj = new A(); // with A as class I obj = new A(); // with A as class结果为I.M1 I.M2