Кастинг массива к IReadOnlyCollection<T>

#c_sharp #net

Почему нижеследующий код работает?

int[] ixs = new int[10];
int cnt = ((IReadOnlyCollection)ixs).Count;


Как это вообще компилируется? Ведь у массива нет свойства Count (у него есть Length
и LongLength), соответственно - он не должен приводиться к IReadOnlyCollection.
    

Ответы

Ответ 1

Свойства Count у массива и правда нету. Но для того, чтобы имплементировать интерфейс,
оно и не нужно.

Есть такая штука в .NET — explicit interface implementation. Это когда класс имплементирует
интерфейс, но не заводит метод с нужным именем. (Она и применяется в случае массива.)

Пример. Пусть у нас есть такой интерфейс:

interface I { void Run(); }


Тогда мы можем сделать так:

class C : I
{
    public void Run() { ... }
}


А можем и так:

class C : I
{
    void I.Run() { ... }
}


При этом интерфейс имплементирован в обоих случаях, но в первом случае у нас есть
публичный метод Run, а во втором нету, и этот метод можно вызвать только через каст
к нужному интерфейсу.



Для чего такая фича языка (explicit interface implementation) реально нужна? А вот
для чего. Представьте себе, что вы хотите реализовать в классе два интерфейса, которые
конфликтуют между собой, определяют функцию или свойство с одинаковым именем, которые
нужно для разных интерфейсов реализовывать по-разному. Тогда вы можете написать две
разные имплементации:

class C : IExecutioner, IAsyncModelObject
{
    Task IExecutioner.Execute() { /* казним приговорённого */ }
    Task IAsyncModelObject.Execute() { /* начинаем работу в фоне */ }
}




Любой массив в .NET произведён от System.Array. Самой имплементации конкретных массивов
в исходниках фреймворка нету, она генерируется автоматически. Документация говорит:


  Starting with the .NET Framework 2.0, the Array class implements the System.Collections.Generic.IList,
System.Collections.Generic.ICollection, and System.Collections.Generic.IEnumerable
generic interfaces. The implementations are provided to arrays at run time, and as
a result, the generic interfaces do not appear in the declaration syntax for the Array
class.


В реальности, начиная с .NET 4.5, добавлены тем же механизмом ещё два интерфейса:
System.Collections.Generic.IReadOnlyList and System.Collections.Generic.IReadOnlyCollection.
Все эти интерфейсы реализует не класс Array, а производные от него классы, представляющие
собой массивы конкретного типа.

Посмотрим интерфейсы, реализуемые типом System.Array и конкретным типом массива int[].
Такой код:

foreach (var i in typeof(System.Array).GetInterfaces())
    Console.WriteLine(i);


выдаёт

System.ICloneable
System.Collections.IList
System.Collections.ICollection
System.Collections.IEnumerable
System.Collections.IStructuralComparable
System.Collections.IStructuralEquatable


В то же время

foreach (var i in typeof(int[]).GetInterfaces())
    Console.WriteLine(i);


выдаёт

System.ICloneable
System.Collections.IList
System.Collections.ICollection
System.Collections.IEnumerable
System.Collections.IStructuralComparable
System.Collections.IStructuralEquatable
System.Collections.Generic.IList`1[System.Int32]
System.Collections.Generic.ICollection`1[System.Int32]
System.Collections.Generic.IEnumerable`1[System.Int32]
System.Collections.Generic.IReadOnlyList`1[System.Int32]
System.Collections.Generic.IReadOnlyCollection`1[System.Int32]


Итак, лишь конкретные массивы имплементируют IReadOnlyCollection, сам System.Array
этого не делает.



Окей, но откуда же берётся сам код свойства? Заглянем в исходники .NET (Array --
базовый класс всех массивов) видим:

public abstract class Array : ICloneable, IList, IStructuralComparable, IStructuralEquatable
{
    // ... 
    int ICollection.Count
    { get { return Length; } }


Таким образом, свойства Count действительно нет, есть лишь свойство ICollection.Count,
которое доступно только через каст к интерфейсу. Это показывает, откуда взялась реализация
ICollection, но что же насчёт IReadOnlyCollection?  Как правильно отмечает @andreycha
в соседнем ответе, для реализации generic-интерфейсов используется немного компиляторной
магии и класс SZArrayHelper.

Из исходников:

// This class is needed to allow an SZ array of type T[] to expose IList,
// IList, etc., etc. all the way up to IList