为什么c#是这样设计的?

根据我的理解,一个接口只描述行为,并且服务于描述实现接口的类的契约义务。

如果类希望在共享方法中实现这种行为,为什么不应该呢?

以下是我想到的一个例子:

// These items will be displayed in a list on the screen.
public interface IListItem {
  string ScreenName();
  ...
}

public class Animal: IListItem {
    // All animals will be called "Animal".
    public static string ScreenName() {
        return "Animal";
    }
....
}

public class Person: IListItem {

    private string name;

    // All persons will be called by their individual names.
    public string ScreenName() {
        return name;
    }

    ....

 }

当前回答

我的(简化的)技术原因是静态方法不在虚表中,调用站点是在编译时选择的。这和你不能有覆盖或虚拟静态成员的原因是一样的。要了解更多细节,你需要一个计算机专业毕业生或编译专家——而我两者都不是。

出于政治原因,我将引用Eric Lippert(他是一名编译器专家,拥有滑铁卢大学的数学、计算机科学和应用数学学士学位)的话:

...静态方法的核心设计原则,给它们命名的原则是…在编译时,总是可以准确地确定将调用什么方法。也就是说,可以仅通过对代码的静态分析来解析该方法。

请注意,Lippert确实为所谓的类型方法留出了空间:

也就是说,与类型相关联的方法(如静态方法),它不接受不可空的“this”参数(与实例或虚拟方法不同),而是调用的方法依赖于T的构造类型(与静态方法不同,它必须在编译时确定)。

但还没有被它的实用性所说服。

其他回答

Regarding static methods used in non-generic contexts I agree that it doesn't make much sense to allow them in interfaces, since you wouldn't be able to call them if you had a reference to the interface anyway. However there is a fundamental hole in the language design created by using interfaces NOT in a polymorphic context, but in a generic one. In this case the interface is not an interface at all but rather a constraint. Because C# has no concept of a constraint outside of an interface it is missing substantial functionality. Case in point:

T SumElements<T>(T initVal, T[] values)
{
    foreach (var v in values)
    {
        initVal += v;
    }
}

这里没有多态性,泛型使用对象的实际类型并调用+=操作符,但这失败了,因为它不能确定该操作符是否存在。简单的解决方案是在约束中指定它;简单的解决方案是不可能的,因为操作符是静态的,静态方法不能在接口中,(这就是问题所在)约束被表示为接口。

c#需要的是一个真正的约束类型,所有的接口都是约束,但不是所有的约束都是接口,然后你可以这样做:

constraint CHasPlusEquals
{
    static CHasPlusEquals operator + (CHasPlusEquals a, CHasPlusEquals b);
}

T SumElements<T>(T initVal, T[] values) where T : CHasPlusEquals
{
    foreach (var v in values)
    {
        initVal += v;
    }
}

已经有很多关于为所有数字类型创建i算术来实现的讨论,但是存在效率问题,因为约束不是多态构造,所以创建算术约束可以解决这个问题。

举一个例子,我既没有接口方法的静态实现,也没有Mark Brackett介绍的“所谓的类型方法”:

当从数据库存储中读取数据时,我们有一个通用的DataTable类来处理从任何结构的表中读取数据。所有特定于表的信息都放在每个表的一个类中,每个表还保存来自DB的一行的数据,并且必须实现IDataRow接口。IDataRow中包含了要从数据库中读取的表的结构描述。DataTable在从DB中读取数据之前必须向IDataRow请求数据结构。目前看起来是这样的:

interface IDataRow {
  string GetDataSTructre();  // How to read data from the DB
  void Read(IDBDataRow);     // How to populate this datarow from DB data
}

public class DataTable<T> : List<T> where T : IDataRow {

  public string GetDataStructure()
    // Desired: Static or Type method:
    // return (T.GetDataStructure());
    // Required: Instantiate a new class:
    return (new T().GetDataStructure());
  }

}

每个表只需要读取一次GetDataStructure,实例化一个实例的开销是最小的。但是,在这种情况下它会很好。

根据面向对象的概念,由类和接口实现 有合同访问这些实现的功能(或方法)使用 对象。

如果你想访问接口契约方法,你必须创建对象。对于静态方法,这是不允许的。静态类、方法和变量永远不需要对象和加载到内存中,而不需要创建该区域(或类)的对象,或者你可以说不需要对象创建。

当类实现接口时,它是在为接口成员创建实例。虽然静态类型没有实例,但在接口中使用静态签名是没有意义的。

这里有一个需要类型方法的例子。我正在创建一组基于源XML的类之一。所以我有一个

  static public bool IsHandled(XElement xml)

函数,在每个类上依次调用。

函数应该是静态的,否则我们会浪费时间创建不合适的对象。 正如@Ian Boyde指出的那样,它可以在工厂类中完成,但这只会增加复杂性。

最好将它添加到接口中,以强制类实现者实现它。这不会造成很大的开销——它只是一个编译/链接时间检查,不会影响虚表。

然而,这也将是一个相当小的改进。由于方法是静态的,我作为调用者,必须显式地调用它,因此如果它没有实现,就会立即得到编译错误。允许在接口上指定它将意味着这个错误在开发周期中稍微提前出现,但与其他损坏的接口问题相比,这是微不足道的。

所以这是一个次要的潜在特性,总的来说最好还是忽略不计。