详解.NET 4.0 中的契约式编程结合例子(3)

7. 接口契约

因为 C#/VB 编译器不允许接口内的方法带有实现代码，所以我们如果想在接口中实现契约，需要创建一个帮助类。接口和契约帮助类通过一对特性来链接。如下所示：

[ContractClass(typeof(IFooContract))]
interface IFoo
{
    int Count { get; }
    void Put(int value);
}

[ContractClassFor(typeof(IFoo))]
sealed class IFooContract : IFoo
{
    int IFoo.Count
    {
        get
        {
            Contract.Ensures(Contract.Result<int>() >= 0);
            return default(int);    // dummy return
        }
    }

    void IFoo.Put(int value)
    {
        Contract.Requires(value >= 0);
    }
}

.NET 需要显式如上述声明从而把接口和接口方法相关联起来。注意，我们不得不产生一个哑元返回值。最简单的方式就是返回 default(T)，不要使用 Contract.Result<T> 。

由于 .NET 要求显式实现接口方法，所以在契约内引用相同接口的其他方法就显得很笨拙。由此，.NET 允许在契约方法之前，使用一个局部变量引用接口类型。如下所示：

[ContractClassFor(typeof(IFoo))]
sealed class IFooContract : IFoo
{
    int IFoo.Count
    {
        get
        {
            Contract.Ensures(Contract.Result<int>() >= 0);
            return default(int);    // dummy return
        }
    }

    void IFoo.Put(int value)
    {
        IFoo iFoo = this;
        Contract.Requires(value >= 0);
        Contract.Requires(iFoo.Count < 10); // 否则的话，就需要强制转型 ((IFoo)this).Count
    }
}

8. 抽象方法契约

同接口类似，.NET 中抽象类中的抽象方法也不能包含方法体。所以同接口契约一样，需要帮助类来完成契约。代码示例不再给出。

9. 契约方法重载

所有的契约方法都有一个带有 string 类型参数的重载版本。如下所示：

Contract.Requires(obj != null, "if obj is null, then missiles are fired!");

这样当契约被违反时，.NET 可以在运行时提供一个信息提示。目前，该字符串只能是编译时常量。但是，将来 .NET 可能会改变，字符串可以运行时被计算。但是，如果是字符串常量，静态诊断工具可以选择显示它。

10. 契约特性

A. ContractClass 和 ContractClassFor

这两个特性，我们已经在接口契约和抽象方法契约里看到了。ContractClass 特性用于添加到接口或抽象类型上，但是指向的却是实现该类型的帮助类。ContractClassFor 特性用来添加到帮助类上，指向我们需要契约验证的接口或抽象类型。

B. ContractInvariantMethod

这个特性用来标记表示对象不变量的方法。

C. Pure

Pure 特性只声明在那些没有副作用的方法调用者上。.NET 现存的一些委托可以被认为如此，比如 System.Predicate<T> 和 System.Comparison<T>。

D. RuntimeContracts

这是个程序集级别的特性(具体如何，俺也不太清楚)。

E. ContractPublicPropertyName

这个特性用在字段上。它被用在方法契约中，且该方法相对于字段来说，更具可见性。比如私有字段和公共方法。如下所示：

[ContractPublicPropertyName("PublicProperty")]
private int field;
public int PublicProperty { get { ... } }

F. ContractVerification

这个特性用来假设程序集、类型、成员是否可被验证执行。我们可以使用 [ContractVerification(false)] 来显式标记程序集、类型、成员不被验证执行。

.NET 契约库目前的缺陷

接下来，讲一讲 .NET 契约库目前所存在的一些问题。

• 值类型中的不变量是被忽略的，不发挥作用。
• 静态检测还不能处理 Contract.ForAll() 和 Contract.Exists() 方法。
• C# 迭代器中的契约问题。我们知道 Microsoft 在 C# 2.0 中添加了 yield 关键字来帮助我们完成迭代功能。它其实是 C# 编译器做的糖果。现在契约中，出现了问题。编译器产生的代码会把我们写的契约放入到 MoveNext() 方法中。这个时侯，静态检测就不能保证能够正确完成 Preconditions 契约。

Well，.NET 契约式编程到这里就结束了。嗯，就到这里了。

PS : .NET 契约库虽然已经相当优雅。但博主以为，其跟 D 语言实现的契约式编程仍有一段距离。

PS : 有谁愿意当俺的 Mentor 。您能够享受这样的权利和义务：地狱般恐怖的提问和骚扰。非不厌其烦者勿扰。