[C#.Tips]也来谈谈接口欺诈
不得不先说明一下，这又是一篇跟值类型的装箱拆箱有关的文章，尽管我之前已近写了两篇随笔来阐述这个很基础的问题了。它们分别在：这里和这里。本文中的代码示例出自后者，稍作了修改。
我们知道C#是一门“安全”的的语言，以至于它不让我们修改已装箱值类型实例中的字段。因为这种尝试会带来出乎意料的效果。下面就来解释一下为什么会有这种让很多程序员“意外”的情况发生以及如何“欺骗”C#来实现程序员真正的意图，尽管那样做不是合理的方式。
首先还是把我以前在这里提到的那段老代码翻出来:
跟之前的代码相比，仅仅多了一个接口IReBook，然后在Ticket中实现了这个接口。输出方面，前5个输出都跟原来的代码一样，显示的结果也一样。我在后面增加了两个输出，您可以先猜猜第72行的输出结果会是怎样？
似乎我们原本的意图是修改车票为到广州，2000km。但是这里的输出却仍然是"From 北京 To 上海，1400 km"。这是违背了我们的初衷的(其实原本定义这样的方法就是不合理的)。
是什么原因会让我们的修改“失败”了呢？看了这篇文章的朋友应该能看出来，因为值类型实例t装箱成为引用类型IReBook，我们调用ReBook时，只是在CLR生成的已装箱的值类型实例(姑且称做tII)上进行了修改，由于没有任何引用指向tII，tII会被GC探知并回收。
那么如何强行让这种对值类型实例字段的改变变得合理呢？这就是引入接口的原因，来看第75行，我们把引用类型o(其指向的是已装箱的值类型tII)转型为IReBook，这是两个引用类型之间的转换，不存在装箱拆箱，不创建额外的副本，所以当我们在IReBook上调用ReBook方法时，会理所当然的显示改变后的结果"From 北京 To 广州，2000 km"。
这就是所谓的接口欺诈，间接地修改已装箱值类型的实例字段。
程序完整的输出结果如下：
显然，一个可变(mutable)的值类型，如这里的Ticket ，一般来讲都是不合理的设计，因为这会给我们带来像上述的出乎预料的结果，而且会产生额外的“垃圾”，这在我们定义任何一个值类型的时候都是应当注意的。就这个例子来说，明显定义Ticket为一个class是较好的设计，因为这样避免了产生"失控的对象"以及对它的操作。
总之，"一个值类型成员不应该修改任何实例字段" --《CLR via C#》。
顺便再多说一句关于接口的，一般来说不要尝试把未装箱的值类型转化为接口类型，因为那样做实际上是让CLR在背后为你“悄悄地”创建一个已装箱的值类型，而你却无法控制。
就写到这吧，我一直希望用最简单的话把问题说清楚，同时欢迎大家批评指正 :-)
我们知道C#是一门“安全”的的语言，以至于它不让我们修改已装箱值类型实例中的字段。因为这种尝试会带来出乎意料的效果。下面就来解释一下为什么会有这种让很多程序员“意外”的情况发生以及如何“欺骗”C#来实现程序员真正的意图，尽管那样做不是合理的方式。
首先还是把我以前在这里提到的那段老代码翻出来:
1
/// <summary>
2
/// 重新订票的接口
3
/// </summary>
4
internal interface IReBook
5 {
6 Ticket ReBook(String newTerminal, Int32 newDistance);
7 }
8
9 internal struct Ticket:IReBook
10 {
11 private String _start, _terminal;//起点和终点
12 private Int32 _distance;//距离
13
14 public Ticket(string start, string terminal, Int32 distance)
15
{
16 _start = start;
17 _terminal = terminal;
18 _distance = distance;
19
}
20
21
22 /// <summary>
23 /// 重写System.ValueType的ToString方法
24 /// </summary>
25 public override String ToString()
26 {
27 return String.Format("From {0} To {1} , {2} km",
28 _start,
29 _terminal,
30 _distance);//在方法的内部，_distance被装箱
31 }
32
33
IReBook Members
47 }
48
49 public sealed class Program
50 {
51 public static void Main()
52 {
53 Ticket t = new Ticket("北京", "汉口", 1225);
54 //值类型实例t在这里第一次被装箱:Ticket-->Object-->override ToString
55 Console.WriteLine(t);
56
57 //显示的装箱
58 // Console.WriteLine(((Object)t).ToString());
59
60 t.ReBook("上海", 1400);
61 Console.WriteLine(t);
62
63 Object o = t;
64 Console.WriteLine(o);
65
66 Ticket t2 = ((Ticket)o).ReBook("广州", 2000);
67 Console.WriteLine(o);
68 Console.WriteLine(t2);
69
70 //t-->IReBook,被装箱
71 ((IReBook)t).ReBook("广州", 2000);
72 Console.WriteLine(t);
73
74 //o-->IReBook,无须装箱
75 ((IReBook)o).ReBook("广州", 2000);
76 Console.WriteLine(o);
77 }
78 }
/// <summary>
2
/// 重新订票的接口3
/// </summary>4
internal interface IReBook5
{
6
Ticket ReBook(String newTerminal, Int32 newDistance);7
}8
9
internal struct Ticket:IReBook10
{11
private String _start, _terminal;//起点和终点12
private Int32 _distance;//距离13
14
public Ticket(string start, string terminal, Int32 distance)15
{16
_start = start;17
_terminal = terminal;18
_distance = distance;19
}20
21
22
/// <summary>23
/// 重写System.ValueType的ToString方法24
/// </summary>25
public override String ToString()26
{27
return String.Format("From {0} To {1} , {2} km",28
_start,29
_terminal,30
_distance);//在方法的内部，_distance被装箱31
}32
33
IReBook Members47
}48
49
public sealed class Program50
{51
public static void Main()52
{53
Ticket t = new Ticket("北京", "汉口", 1225);54
//值类型实例t在这里第一次被装箱:Ticket-->Object-->override ToString55
Console.WriteLine(t);56
57
//显示的装箱58
// Console.WriteLine(((Object)t).ToString());59
60
t.ReBook("上海", 1400);61
Console.WriteLine(t);62
63
Object o = t;64
Console.WriteLine(o);65
66
Ticket t2 = ((Ticket)o).ReBook("广州", 2000);67
Console.WriteLine(o);68
Console.WriteLine(t2);69
70
//t-->IReBook,被装箱71
((IReBook)t).ReBook("广州", 2000);72
Console.WriteLine(t);73
74
//o-->IReBook,无须装箱75
((IReBook)o).ReBook("广州", 2000);76
Console.WriteLine(o);77
}78
}跟之前的代码相比，仅仅多了一个接口IReBook，然后在Ticket中实现了这个接口。输出方面，前5个输出都跟原来的代码一样，显示的结果也一样。我在后面增加了两个输出，您可以先猜猜第72行的输出结果会是怎样？
似乎我们原本的意图是修改车票为到广州，2000km。但是这里的输出却仍然是"From 北京 To 上海，1400 km"。这是违背了我们的初衷的(其实原本定义这样的方法就是不合理的)。
是什么原因会让我们的修改“失败”了呢？看了这篇文章的朋友应该能看出来，因为值类型实例t装箱成为引用类型IReBook，我们调用ReBook时，只是在CLR生成的已装箱的值类型实例(姑且称做tII)上进行了修改，由于没有任何引用指向tII，tII会被GC探知并回收。
那么如何强行让这种对值类型实例字段的改变变得合理呢？这就是引入接口的原因，来看第75行，我们把引用类型o(其指向的是已装箱的值类型tII)转型为IReBook，这是两个引用类型之间的转换，不存在装箱拆箱，不创建额外的副本，所以当我们在IReBook上调用ReBook方法时，会理所当然的显示改变后的结果"From 北京 To 广州，2000 km"。
这就是所谓的接口欺诈，间接地修改已装箱值类型的实例字段。
程序完整的输出结果如下：
显然，一个可变(mutable)的值类型，如这里的Ticket ，一般来讲都是不合理的设计，因为这会给我们带来像上述的出乎预料的结果，而且会产生额外的“垃圾”，这在我们定义任何一个值类型的时候都是应当注意的。就这个例子来说，明显定义Ticket为一个class是较好的设计，因为这样避免了产生"失控的对象"以及对它的操作。
总之，"一个值类型成员不应该修改任何实例字段" --《CLR via C#》。
顺便再多说一句关于接口的，一般来说不要尝试把未装箱的值类型转化为接口类型，因为那样做实际上是让CLR在背后为你“悄悄地”创建一个已装箱的值类型，而你却无法控制。
就写到这吧，我一直希望用最简单的话把问题说清楚，同时欢迎大家批评指正 :-)
