foreach 和泛型编译器问题

Question

我使用了类似于以下的接口和类：

public interface IIdentity
{
    int Id { get; set; }
}

public class Identity : IIdentity
{
    public int Id { get; set; }
}

我正在创建

Identity

类的实例并将其添加到

List<Identity>

（稍后称为实例创建块）。

var identities = new List<IIdentity>();
identities.Add( new Identity { Id = 1 } );
identities.Add( new Identity { Id = 2 } );
identities.Add( new Identity { Id = 3 } );

然后使用

identities

如下：

foreach ( IIdentity identity in identities )
{
    Console.WriteLine( "Plug-in: {0}", identity.Id.ToString() );
}

最近我需要添加更多有关

IIdentity

实例的数据，而不对

IIdentity

和

Identity

进行任何修改。因此我添加了以下课程：

public class Wrapper<T> where T : class
{
    public T WrappedObject { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int Order { get; set; }
}

并将实例创建块替换为以下内容：

var identities = new List<Wrapper<IIdentity>>();
identities.Add( new Wrapper<IIdentity> { WrappedObject = new Identity { Id = 1 }, Name = "John", Order = 1 } );
identities.Add( new Wrapper<IIdentity> { WrappedObject = new Identity { Id = 2 }, Name = "Jane", Order = 2 } );
identities.Add( new Wrapper<IIdentity> { WrappedObject = new Identity { Id = 3 }, Name = "Joe", Order = 3 } );

我预计我仍然需要对 foreach 块进行一些修改才能使应用程序编译。然而，应用程序编译成功并在运行时抛出

System.InvalidCastException

。

从提供的代码中可以看出，

Wrapper

没有实现

IIdentity

接口。

但是，如果进行了以下两个修改之一，编译器就会抱怨：

1. Wrapper

   班级已密封。
2. 1号线被2号线取代

第 1 行：

foreach ( IIdentity identity in identities )

2号线：

foreach ( var identity in identities )

问题是为什么当修改 1 或 2 没有到位时编译器能够成功编译应用程序？

Answer 1

编译器看到

identities

的类型是

List<Wrapper<IIdentity>>

，并且可以看到

Wrapper<T>

not 实现了

IIdentity

。然而，这本身并不足以产生编译时错误，因为某处可能存在这样的派生类：

class DerivedWrapper<T> : Wrapper<T>, IIdentity { ... }

DerivedWrapper

的实例可以合法地放入

identities

内部，因此编译器必须尝试在运行时将

identity

强制转换为

IIdentity

，如果失败则抛出异常。

这两项修改以不同的方式影响这一点：

1. 如果

   Wrapper

   是

   sealed

   那么编译器知道不可能有这样的派生类，因此运行时强制转换永远不会成功；有用的是，它会将其提升为编译时错误。

2. 如果使用

   var

   的隐式类型，则编译器会将

   var

   解析为

   identity

   的静态类型，在本例中为

   Wrapper<IIdentity>

   。这意味着循环体尝试访问不存在的成员

   Wrapper<IIdentity>.Id

   成员，因此会出现编译时错误。