C# 为什么'；继承不能按我认为应该的方式工作吗？

我有一些继承问题，因为我有一组相互关联的抽象类，这些抽象类需要一起重写以创建客户机实现。理想情况下，我想做如下工作：

abstract class Animal
{
  public Leg GetLeg() {...}
}

abstract class Leg { }

class Dog : Animal
{
  public override DogLeg Leg() {...}
}

class DogLeg : Leg { }

abstract class Animal<LegType> where LegType : Leg
{
    public abstract LegType GetLeg();
}

abstract class Leg { }

class Dog : Animal<DogLeg>
{
    public override DogLeg GetLeg()
    {
        return new DogLeg();
    }
}

class DogLeg : Leg { }

这将允许任何使用Dog类的人自动获得DogLegs，任何使用Animal类的人获得Legs。问题是被重写的函数必须与基类具有相同的类型，这样就不会编译。我不明白为什么它不应该，因为狗腿是隐式铸造到腿。我知道有很多方法可以解决这个问题，但我更好奇的是，为什么这在C#中不可能实现

编辑：我对其进行了一些修改，因为我实际上在代码中使用的是属性而不是函数

编辑：我把它改回了函数，因为答案只适用于那种情况（属性的set函数的value参数的协方差不应该起作用）。对不起，波动太大了！我意识到这会让很多答案看起来不相关。

GetLeg（）必须返回Leg才能作为覆盖。但是，您的Dog类仍然可以返回DogLeg对象，因为它们是Leg的子类。然后，客户可以像狗腿一样对它们施放和操作

public class ClientObj{
    public void doStuff(){
    Animal a=getAnimal();
    if(a is Dog){
       DogLeg dl = (DogLeg)a.GetLeg();
    }
  }
}

---

作为返回类型，Dog应该返回一条腿，而不是一条狗腿。实际的类可能是DogLeg，但关键是要解耦，这样Dog的用户就不必知道DogLegs，他们只需要知道Legs

更改：

class Dog : Animal
{
  public override DogLeg GetLeg() {...}
}

致：

不要这样做：

 if(a instanceof Dog){
       DogLeg dl = (DogLeg)a.GetLeg();

它违背了抽象类型编程的目的

隐藏DogLeg的原因是因为抽象类中的GetLeg函数返回一个抽象Leg。如果要覆盖GetLeg，则必须返回一个Leg。这就是在抽象类中使用方法的意义所在。将该方法传播给它的孩子。如果您想让狗的用户了解狗腿，请创建一个名为GetDogLeg的方法并返回一个DogLeg

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如果你能按照提问者的要求去做，那么每一个使用动物的人都需要了解所有的动物。

是的，我知道我可以投，但这意味着客户必须知道狗有狗腿。我想知道的是，考虑到隐式转换的存在，是否有技术上的原因导致这不可能实现。

简单的回答是GetLeg的返回类型是不变的。答案很长，可以在这里找到：

我想补充一点，虽然继承通常是大多数开发人员从工具箱中取出的第一个抽象工具，但几乎总是可以使用组合来代替。对于API开发人员来说，合成的工作稍微多一些，但会使API对其用户更有用。

@Brian Leahy

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显然，如果你只是作为一条腿进行手术，就没有必要也没有理由施放石膏。但是，如果有狗腿或狗狗特有的行为，有时也会有必要使用石膏的原因。

导致问题的概念在

@Luke中描述

我想你可能误解了遗产。GetLeg（）将返回一个DogLeg对象

public class Dog{
    public Leg GetLeg(){
         DogLeg dl = new DogLeg(super.GetLeg());
         //set dogleg specific properties
    }
}


    Animal a = getDog();
    Leg l = a.GetLeg();
    l.kick();

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实际调用的方法将是Dog.GetLeg（）；和DogLeg.Kick（）（我假设存在一个方法Leg.Kick（）），声明的返回类型为DogLeg是不必要的，因为这就是返回的，即使Dog.GetLeg（）的返回类型是Leg。

您也可以返回Leg和/或DogLeg都实现的接口ILeg

abstract class Animal
{
  public virtual Leg GetLeg ()
}

abstract class Leg { }

class Dog : Animal
{
  public override Leg GetLeg () { return new DogLeg(); }
}

class DogLeg : Leg { void Hump(); }

这样做，您就可以利用客户机中的抽象：

Leg myleg = myDog.GetLeg();

然后，如果需要，您可以施放：

if (myleg is DogLeg) { ((DogLeg)myLeg).Hump()); }

完全是人为的，但关键是你可以这样做：

foreach (Animal a in animals)
{
   a.GetLeg().SomeMethodThatIsOnAllLegs();
}

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同时仍然保留在狗腿上使用特殊驼峰方法的能力。

也许通过一个例子更容易看出问题：

Animal dog = new Dog();
dog.SetLeg(new CatLeg());

现在，如果你是狗编译的话，应该可以编译了，但我们可能不想要这样一个变种

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一个相关的问题是Dog[]应该是Animal[]，还是IList应该是IList？

需要记住的重要一点是，您可以在每个使用基类型的地方使用派生类型（您可以将Dog传递给任何需要Animal的方法/属性/字段/变量）

让我们来看看这个函数：

public void AddLeg(Animal a)
{
   a.Leg = new Leg();
}

一个完全有效的函数，现在让我们这样调用函数：

AddLeg(new Dog());

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如果Dog.Leg属性不是Leg类型，AddLeg函数突然包含错误，无法编译。

这并不是说它有多大用处，但值得注意的是，Java确实支持协变返回，因此这正是您所希望的。很明显，Java没有属性；）

很明显，如果你是

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在断了的狗腿上做手术

您可以使用泛型和接口在C#中实现这一点：

抽象类Leg{}
接口IAnimal{Leg GetLeg（）；}
抽象类动物：IAnimal其中TLeg:腿
{public abstract TLeg GetLeg（）；
Leg IAnimal.GetLeg（）{返回this.GetLeg（）；}
}
狗类：动物
{公共类狗腿：狗腿{}
public override DogLeg GetLeg（）{return new DogLeg（）；}
} 

让重写方法的签名具有作为重写方法（phew）中的返回类型的子类型的返回类型是完全正确的愿望。毕竟，它们是运行时类型兼容的

<>但是C++在“重写”方法中还没有支持“协变返回类型”（不像C++（1998）和java（2004））。 正如Eric Lippert在文章中所说的那样，你需要在可预见的未来努力工作 [2008年6月19日]：

这种方差称为“返回型协方差”

我们没有计划在C#中实施这种差异

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通过使用具有适当约束的泛型，可以实现所需的功能，如以下所示：

abstract class Animal
{
  public Leg GetLeg() {...}
}

abstract class Leg { }

class Dog : Animal
{
  public override DogLeg Leg() {...}
}

class DogLeg : Leg { }

abstract class Animal<LegType> where LegType : Leg
{
    public abstract LegType GetLeg();
}

abstract class Leg { }

class Dog : Animal<DogLeg>
{
    public override DogLeg GetLeg()
    {
        return new DogLeg();
    }
}

class DogLeg : Leg { }

抽象类动物，其中LegType:Leg
{
公共抽象LegType GetLeg（）；
}
抽象类Leg{}
狗类：动物
{
公共优先权
abstract class Leg { }
class DogLeg : Leg { }

interface IAnimal
{
    Leg GetLeg();
}

class Dog : IAnimal
{
    public override DogLeg GetLeg() { /* */ }

    Leg IAnimal.GetLeg() { return GetLeg(); }
}