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[你必須知道的.NET]第二十七回：interface到底繼承于object嗎？

發布日期：2009.03.05 作者：Anytao
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說在，開篇之前

在.NET世界里，我們常常聽到的一句話莫過于“System.Object是一切類型的根，是所有類型的父類”，以至于我在《你必須知道的.NET》8.1節 以“萬物歸宗：System.Object”這樣的title為System.Object授予至高榮譽。所以，基于這樣的觀點就有了下面這句“接口是否也繼承于System.Object？”，事實上這正是今天在技術群里小小討論的一個插曲。                                                                                        www.anytao.com

1 緣起

在.NET世界里，我們常常聽到的一句話莫過于“System.Object是一切類型的根，是所有類型的父類”，以至于我在《你必須知道的.NET》8.1節 以“萬物歸宗：System.Object”這樣的title為System.Object授予至高榮譽。所以，基于這樣的觀點就有了下面這句“接口是否也繼承于System.Object？”，事實上這正是今天在技術群里小小討論的一個插曲。

持“interface也繼承于object”，是基于以下的兩個觀點推斷的：

觀點一：

接口本質上也是一個class，因為接口類型編譯之后在IL中被標識為.class，既然是類那么不可避免的最終繼承于System.Object。

觀點二：

假如有如下的接口和實現接口的類型：

// Release : code01, 2009/03/04                    
// Author  : Anytao, http://www.anytao.com
// List    : IObjectable.cs
public interface IObjectable
{
}

// Release : code02, 2009/03/04                    
// Author  : Anytao, http://www.anytao.com
// List    : MyObject.cs
public class MyObject : IObjectable
{
}

那么，對于IObjectable對象而言，下面的調用是可行的：

// Release : code03, 2009/03/04                    
// Author  : Anytao, http://www.anytao.com
// List    : Program.cs
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        IObjectable obj = new MyObject();

        //Call Object instance methods
        obj.ToString();
        //Call Object static methods
        IObjectable.Equals(null, null);
    }
}

顯然，IObjectable類型變量obj可以訪問存在于System.Object中的實例方法ToString()和虛方法Equals，當然其他的幾個公共服務也不例外：GetType()、Equals()、GetHashcode()、ReferenceEquals()，也可以由此推斷interface可訪問Object方法的蛛絲馬跡。

不可否認，以上觀點的部分推理是完全正確的，但是卻遺憾的導致了錯誤的答案，所以在本文中我將明確的找出：interface不繼承于object的原因和原理。關于接口本質話題的深度討論，請參考《你必須知道的.NET》1.5 “玩轉接口”和7.4 “面向抽象編程：接口和抽象類”的詳細分析。

2 從面向對象尋找答案

為了找出接口繼承的原因，我想從接口存在的意義入手是最能夠說明問題的辦法？接口，就像面向對象設計中的精靈，為OO思想注入了靈魂和活力，接口突破了繼承在縱向上的擴展方向，在橫向給予對象以更靈活的支持機制。

接口，封裝了對于行為的抽象，定義了實現者必須遵守的契約。例如，實現了System.ICloneable接口的類型被賦予了“可以被拷貝”這樣的契約，實現了System.Collections.IEnumerable接口的類型被賦予了“可以被枚舉”這樣的契約，不同的接口定義了不同的契約，就像不同的法律約束了不同的行為。那么接口應該賦予的契約至少在層次上保持相對的單純和統一，如果為所有接口都無一例外的賦予GetType()、Equals()、GetHashcode()、ReferenceEquals()還有ToString()這樣的契約，未免使得接口的純潔和統一變得無從談起，例如強迫任何實現了System.ICloneable接口的類型同時遵守其他的約定是對ICloneable本身的侮辱。

從接口單一原則延伸思考，一個包含雜七雜八的接口定義顯然不是interface應該具有的純正血統，對于深諳面向對象為何物的.NET設計者而言，這是不言而喻的問題。所以，我們從接口本身的職責和意義出發，決定interface不從System.Object繼承是完全正確的。

3 在IL探求究竟

再次應用強大的IL武器來探求事實的真相，我們以Reflector打開所有的.NET既有接口，例如IList、IEmumerable、ICollection，都會有個共同的發現那就是你找不到extends System.Object這樣的標識：

.class public interface abstract auto ansi ICloneable
{
    .custom instance void System.Runtime.InteropServices.ComVisibleAttribute::.ctor(bool) = { bool(true) }
    .method public hidebysig newslot abstract virtual instance object Clone() cil managed
    {
    }
}

自定義類型也是如此，我們看看IObjectable的IL反編譯定義：

.class public interface abstract auto ansi IObjectable
{
}

而以extends標識繼承關系是IL代碼告訴我們真相的最佳證明。

System.Object真是“萬物歸宗”嗎？

讓我們再次回眸一笑，把Object進行一番把玩，難道一切類型都得繼承自Object嗎？其實不然。以ILASM.exe進行IL代碼編譯時，有一個參數選項NOAUTOINHERIT，正如其解釋所描述的那樣：

/NOAUTOINHERIT  Disable inheriting from System.Object by default

顯然NoAutoInherit選項提供了為.NET類型“去掉帽子”的作用，簡單言之就是，在未指定基類時，禁止類型自動從Object繼承。

我們可以玩兒一個翻來覆去的IL游戲，將我們本文開始的Anytao.Insidenet.InterfaceInside.exe控制臺程序以ILDASM.exe工具Dump為IL代碼My.il，例如MyObject被反編譯為：

.class public auto ansi beforefieldinit Anytao.Insidenet.InterfaceInside.MyObject
       extends [mscorlib]System.Object
       implements Anytao.Insidenet.InterfaceInside.IObjectable
{
  .method public hidebysig specialname rtspecialname 
          instance void  .ctor() cil managed
  {
    // Code size       7 (0x7)
    .maxstack  8
    IL_0000:  ldarg.0
    IL_0001:  call       instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
    IL_0006:  ret
  } // end of method MyObject::.ctor

} // end of class Anytao.Insidenet.InterfaceInside.MyObject

我們可以選擇刪除其中所有extends繼承的代碼，再以ILASM.exe對其進行noautoinherit編譯，并生成

ilasm /exe /output:noobject.exe /noautoinherit my.il

新生成的noobject.exe程序將沒有從object繼承，某種程度上打破了“萬物歸宗”的創奇，MyObject就像一個無根之木，飄搖在我機器的某個深處。

4 結論

interface不從object繼承，那么足下高見呢？文章雖短，取一瓢飲之，暢也。

那么，我們該如何回答本文開始對此質疑的兩種觀點呢？

回答觀點一：

接口本質上還是一個類，但是一個特殊的類，它的特殊性表現在諸多的方面，例如所有的方法和屬性都是抽象的、支持多繼承等等，既然特殊那就特殊到底，不繼承于任何的父類也是其中之一吧。

雖然這種解釋未免牽強，但是如前文所述回到接口本源的角度而言，卻是最好的解釋。

回答觀點二：

.NET一切類型都隱式繼承于System.Object，那么對于實現了任何接口的類型而言，例如：

// Release : code02, 2009/03/04                    
// Author  : Anytao, http://www.anytao.com
// List    : MyObject.cs
public class MyObject : IObjectable
{
}

其在本質上相當于：

// Release : code02, 2009/03/04                    
// Author  : Anytao, http://www.anytao.com
// List    : MyObject.cs
public class MyObject : Object, IObjectable
{
}

所以對于MyObject實例obj而言，obj.ToString()實質是MyObject類繼承于object，而不代表接口IObjectable也繼承于object。那么IObjectable.Equals()則是編譯器做了手腳，將IObjectable.Equals()翻譯為Object.Equals()所致（來自腦袋高論，表示熱烈感謝）。事實上，對于接口聲明類型的方法調用，在實現機制上完全不同于一般的直接方法調用和虛方法分派機制，我們將在后續篇幅中詳細討論這一更重要的話題。

好了，interface，想說愛你不容易，可能我們還會再次相遇，也敬請朋友們繼續關注：你必須知道的.NET。

補充討論：Leo Zhang，Interface到底繼承于Object嗎？之我見

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• 《你必須知道的.NET》1.5 “玩轉接口” 
• 《你必須知道的.NET》7.4 “面向抽象編程：接口和抽象類”
• http://www.rzrgm.cn/allenlooplee/archive/2007/01/22/627386.html

溫故知新

[開篇有益]
[第一回：恩怨情仇：is和as]
[第二回：對抽象編程：接口和抽象類]
[第三回：歷史糾葛：特性和屬性]
[第四回：后來居上：class和struct]
[第五回：深入淺出關鍵字---把new說透]
[第六回：深入淺出關鍵字---base和this]
[第七回：品味類型---從通用類型系統開始]
[第八回：品味類型---值類型與引用類型（上）－內存有理]
[第九回：品味類型---值類型與引用類型（中）－規則無邊]
[第十回：品味類型---值類型與引用類型（下）－應用征途]
[第十一回：參數之惑---傳遞的藝術（上）]
[第十二回：參數之惑---傳遞的藝術（下）]
[第十三回：從Hello, world開始認識IL]
[第十四回：認識IL代碼---從開始到現在]
[第十五回：繼承本質論]
[第十六回：深入淺出關鍵字---using全接觸]
[第十七回：貌合神離：覆寫和重載]
[第十八回：對象創建始末（上）]
[第十九回：對象創建始末（下）]
[第二十回：學習方法論]
[第二十一回：認識全面的null]
[第二十二回：字符串駐留（上）---帶著問題思考]
[第二十三回：品味細節，深入.NET的類型構造器]
[第二十四回：認識元數據和IL（上）]
[第二十五回：認識元數據和IL（中）]
[第二十六回：認識元數據和IL（下）]