所有的成员都应该是virtual的吗？
2009-08-28 10:56 by 老赵, 7599 visits这是一个由来已久的讨论，由于Java默认所有的方法都是可以被override的（除非手动写成final），因此从C#语言设计起初就有此番争论，甚至让Anders都出来解释了一下。最近又有人在讨论这方面话题了，虽然我的看法并没有超出这些人所涉及的范畴，但是我还是打算谈一下我的理解。退几步说，就当补充一些“实例”吧。
此次的话题是由Ward Bell引起的，他在review了Roy Osherove的新书《The Art of Unit Testing》之后认为，他不同意Roy给出的建议“将所有的成员默认为virtual”，为此他还独立开篇解释了他的观点。这篇文章引起的讨论较为热烈，我也打算在详细总结一番。与Ward观点对应的是，著名的Jeremy Miller希望.NET中所有的成员默认就是virtual的，而“月写博客80篇”的Oren Eini甚至认为所有的成员都应该标为virtual。
继承一个类并override掉其中的成员，是面向对象编程中最常用的方式之一。这是一种扩展方式，而能够被override的方法便是“扩展点”。所以我认为，是否把成员标记为virtual，其实涉及到的概念便是“是否把它开放为一个扩展点”。Oren认为“所有成员都应该virtual”则意味着“任何成员都是可扩展点”，而对于“默认为virtual”的观点来说，则意味着“倾向于打开更多的扩展点”——其实除了Oren有些极端外，“倾向性”代表的更多是一种“口味”，因为无论是Java还是.NET，都可以标记一个成员能否被override。
我不想讨论“口味”问题，不过我的观点与Ward类似，即使在C#出现之前，我也一直不太喜欢Java的这个特性（不过当时相关体会比较少，所以感觉并不强烈）。Oren认为打开更多扩展点，有助于从各方面进行扩展，他说他的这个做法也过于也得到了较多的“实惠”。不过我认为，这是由于Oren的能力过于厉害，并且知道该做什么不该做什么，并且可以对自己作的事情所负责决定的。
对于一个可“全面扩展”的类型来说，意味着开发人员有更多的自由，进而意味着选择（即使是做同一件事情）。但是选择多，则同样意味着我们需要了解的多，一个不慎可能就会发现没有得到预期的效果。例如，在继承了ASP.NET的Control类之后，您要改变它输出的内容，您会选择覆盖哪一个方法？
protected internal virtual void Render(HtmlTextWriter writer) { this.RenderChildren(writer); } protected internal virtual void RenderChildren(HtmlTextWriter writer) { ... }
您可能会说，覆盖哪个都可以。但是，它们其实都有不同的语义，只是因为在Control基类中Render自身就是Render所有的子控件。但是到了子类中，Render自身可能就会涉及到边框等其他内容了。如果您随便选一个，您的类型看上去没有问题，但是如果别人希望继承你写的类，补充一些实现，那么你的“选择”就会影响到他的结果了。当然我并不是说Control类设计的不对，它的设计我觉得是正确的，我只是想说明，如果每个成员都可扩展，那么用户在真正需要扩展的时候就会比较麻烦了。
架构是一种扩展，也是一种约束，限制了别人可以怎么做，也必须怎么做。我们虽然无法避免别人的恶意行为，但是良好的扩展点也可以给别人更好的指导。
再举一个例子。在.NET中，最容易扩展扩展的抽象元素是什么呢？应该是“接口”。接口中的所有成员都是由实现方提供的，除了成员的签名之外，接口并没有作任何限制。正如我在之前写过的一篇文章里提到，别人完全可以实现出外强中干的对象：
public interface IList<T> { void Add(T item); int Count { get; } ... }
根据接口中隐含的协议，Add方法调用之后，Count必须加一。但是这个协议并无法加诸于实现之上。如果要提供这方面的约束，我们只能公开一部分的扩展点，而不是把所有的职责交给实现方：
public abstract class ListBase<T> { public int Count { get; private set; } public void Add(T item) { this.Count++; this.AddCore(item); } protected abstract void AddCore(T item); ... }
Ward也举了一个“电梯”的例子。电梯有一个Up方法，调用它则意味着电梯上升。但是如果把Up这个关键行为扩展出去，那么别人在“修改电路”（即override这个Up方法）的时候，可能就会把电梯搞乱套了，例如原本应该先关门再启动，现在可能先启动再关门，甚至一旦Up电梯就下降了。Oren认为扩展方应该为自己的扩展负责，但是我还是认为，扩展点应该和成员访问级别等东西一样，只给出必要的，控制住关键的。
最后的例子也是常见的：
public class SomeClass { public void SomeMethed() { this.SomeMethed(String.Empty); } public void SomeMethed(string s) { this.SomeMethod(s, 0); } public virtual void SomeMethod(string s, int i) { // ... } }
为了方便起见，我们常常会对类型中的方法给出重载，其中大部分的重载最终都委托给一个唯一的核心方法。当用户继承SomeClass类之后，他便拥有了一个唯一的扩展点，这样便可以确保这个类的行为按照一定的“准则”在正常开展。否则的话，用户就需要在三个方法中进行选择性的override，并且要平衡三者的行为。因为在扩展SomeClass的时候，并不知道SomeClass的使用者会调用SomeMethod的哪个重载。
这对于单元测试一样。如果三个方法都可以Mock，那么在测试时我们可能就会去“猜测”用户究竟调用了哪个SomeMethod重载，而这是不确定的，也是容易变化的。如果我们只有一个重载可以Mock，那么则意味着“别挑了，就是这个”。所以，我有时候也不太喜欢Type Mock如此强大有力的Mock框架，因为它可能会破坏了被测试方的设计，把一切都变成了扩展点——虽然这对于测试来说的确很方便，几乎不输给动态语言了。
“可测试性”也是设计出来，不是语言或平台自动赋予的。这就是“design for testability”的体现之一吧。
您的观点呢？
我希望都是virtual的，利于扩展