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C# その2 Advent Calendar 2018

Day 6

【C#】メソッドのオーバライド、返値型を元の型の派生型にできない。【covariant return types】

Last updated at Posted at 2018-12-05

追記 : C# 9.0では、covariant return typesが追加されるようです。


2018年現在のC#(C# 7.3とかそれより前)では、オーバライド元のメソッドとオーバライドしたメソッドで、返値型は同じ型にしないといけない。そのため、メソッドをオーバーライドした時、返値型を派生型にできない。

ちなみに、これJavaだとできる。「共変戻り値型って知ってますか?(スライド)

どう困るのか

「そんなん別にできなくてもよくない?」
「え、できなかったんだ?でも、気づかなかったんだから、大した問題じゃないんじゃ?」
「知ってた。別に困らなくないか?」

そう思う人も多いかもしれないけれど、これができないから次みたいな例で困る・・・。

public class Enemy
{
    /* 略 */
}

public class BossEnemy : Enemy
{
    /* 略 */
}

public class EnemyFactory
{
    public virtual Enemy Create() { return new Enemy(); }
}

public class BossEnemyFactory : EnemyFactory
{
    // ↓こう書きたい。けれどコンパイルエラーになってしまう
    // BossEnemyFactoryを使う際はこう書けた方が便利なことがある
    // public override BossEnemy Create () { return new BossEnemy(); }

    // 実際は、BossEnemy型のインスタンスしか返さない
    // ↓こう書くしかない。
    public override Enemy Create() { return new BossEnemy(); }
}

「メソッドをオーバライドする際、その返値型を元のメソッドの返値型の派生型にできない」

だから、BossEnemyFactory型のCreateメソッドは、返値型はEnemyにするしかない。

もし返値型をBossEnemyにできると、便利な場面がある。

(ちなみにメソッドの返値型はEnemyだけど、インスタンス自体はBossEnemy型にはもちろんできる。)

言語仕様に書いてある

これはC#の仕様。

C#的に、

The override method and the overridden base method have the same return type.

らしい。

将来的にはできるようになる可能性も

で、これ将来的にはできるようになるかもしれない。

(かもしれないってだけど、まだ残念ながら可能性。)

dotnet/csharplangリポジトリのマイルストーンには、「7.0」、「8.X candidate」などのマイルストーンに並んで、「X.0 candidate」というマイルストーンがある。このマイルストーンは、

These candidate features could be included in any major or minor release.

とのことで、このマイルストーンに入っているissueは、いつかのメジャーバージョンで機能として入るかもしれない。

そこに、この「メソッドをオーバーライドした時、返値型を派生型にできるようにする」という「covariant return types」が上がっている。

で今の所、プロポーザルがある。加えて、こんないろいろ検証したプロポザールのプルリクエスも最近上がったみたい・・・

いろいろ優先順位とか、他への悪影響とかあるかもしれないから、できるかどうかはわからないけれど・・・。もしかしたら、将来的にはできるようになるかも。

ちなみに、Issueではこんな会話もあった。

Seriously, there are a million "good" ideas, modifying the language is a very expensive process and the team has finite resources. Things take time.

正しい。めっちゃ正しい。

まとめ

C#の仕様的に、

「メソッドをオーバライドする際、その返値型を元のメソッドの返値型の派生型にできない」

けれど、これは今現在C#のデザインの仕様変更の検討候補に上がっていて、将来的に仕様が変わるかも。

これが変わると、嬉しい例がある。

(おまけ)ILだと、同じ名前・同じ引数の型の順序で、違う返値型のメソッドをもてる

ちなみに

C#的には「同じ名前・同じ引数の型の順序で、違う返値型のメソッド」をもてない。

けれど、

IL(中間言語)だと、「同じ名前・同じ引数の型の順序で、違う返値型のメソッド」をもてる。

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