¿Cuál es la razón de usar una interfaz versus un tipo genéricamente restringido?

En los lenguajes orientados a objetos que admiten parámetros de tipo genérico (también conocidos como plantillas de clase y polimorfismo paramétrico, aunque, por supuesto, cada nombre tiene connotaciones diferentes), a menudo es posible especificar una restricción de tipo en el parámetro de tipo, de modo que descienda de otro tipo Por ejemplo, esta es la sintaxis en C #:

//for classes:
class ExampleClass<T> where T : I1 {

}
//for methods:
S ExampleMethod<S>(S value) where S : I2 {
        ...
}

¿Cuáles son las razones para usar tipos de interfaz reales sobre tipos restringidos por esas interfaces? Por ejemplo, ¿cuáles son las razones para hacer la firma del método I2 ExampleMethod(I2 value)?

Usar la versión paramétrica da

1. Más información para los usuarios de la función.
2. Restringe la cantidad de programas que puede escribir (verificación de errores gratuita)

Como ejemplo aleatorio, supongamos que tenemos un método que calcula las raíces de una ecuación cuadrática

int solve(int a, int b, int c) {
  // My 7th grade math teacher is laughing somewhere
}

Y luego quieres que funcione en otros tipos de números como cosas además int. Puedes escribir algo como

Num solve(Num a, Num b, Num c){
  ...
}

El problema es que esto no dice lo que quieres. Dice

Dame 3 cosas que sean números (no necesariamente de la misma manera) y te devolveré algún tipo de número

¡No podemos hacer algo como int sol = solve(a, b, c)if a,, by care ints porque no sabemos que el método devolverá intal final! Esto lleva a un baile incómodo con abatimiento y oración si queremos usar la solución en una expresión más amplia.

Dentro de la función, alguien podría entregarnos un float, un bigint y grados, y tendríamos que sumarlos y multiplicarlos. Nos gustaría rechazar estáticamente esto porque las operaciones entre estas 3 clases van a ser un galimatías. Los grados son mod 360, por lo que no será el caso a.plus(b) = b.plus(a)y surgirán hilaridades similares.

Si usamos el polimorfismo paramétrico con subtipado, podemos descartar todo esto porque nuestro tipo realmente dice lo que queremos decir

<T : Num> T solve(T a, T b, T c)

O en palabras "Si me das algún tipo que sea un número, puedo resolver ecuaciones con esos coeficientes".

Esto aparece en muchos otros lugares también. Otra fuente buena de ejemplos son funciones que abstracto sobre algún tipo de contenedor, ala reverse, sort, map, etc.

¿Cuáles son las razones para usar tipos de interfaz reales sobre tipos restringidos por esas interfaces?

Porque eso es lo que necesitas ...

IFoo Fn(IFoo x);
T Fn<T>(T x) where T: IFoo;

son dos firmas decididamente diferentes. El primero toma cualquier tipo que implemente la interfaz y la única garantía que ofrece es que el valor de retorno satisface la interfaz.

El segundo toma cualquier tipo que implemente la interfaz y garantiza que devolverá al menos ese tipo nuevamente (en lugar de algo que satisfaga la interfaz menos restrictiva).

A veces, quieres la garantía más débil. A veces quieres el más fuerte.

El uso de genéricos restringidos para los parámetros del método puede permitir que un método tenga su tipo de retorno basado en el de la cosa que se pasa. En .NET también pueden tener ventajas adicionales. Entre ellos:

1. Un método que acepta un constreñidos genérico como una refo outparámetro puede hacerse pasar una variable que satisface la restricción; por el contrario, un método no genérico con un parámetro de tipo de interfaz se limitaría a aceptar variables de ese tipo de interfaz exacto.

2. Un método con el parámetro de tipo genérico T puede aceptar colecciones genéricas de T. Un método que acepte un IList<T> where T:IAnimalserá capaz de aceptar un List<SiameseCat>, pero un método que quisiera un IList<Animal>no podría hacerlo.

3. Una restricción a veces puede especificar una interfaz en términos del tipo genérico, por ejemplo where T:IComparable<T>.

4. Una estructura que implementa una interfaz puede mantenerse como un tipo de valor cuando se pasa a un método que acepta un parámetro genérico restringido, pero debe encuadrarse cuando se pasa como un tipo de interfaz. Esto puede tener un gran efecto en la velocidad.

5. Un parámetro genérico puede tener múltiples restricciones, mientras que no hay otra forma de especificar un parámetro de "algún tipo que implemente tanto IFoo como IBar". A veces, esto puede ser un arma de doble filo, ya que el código que ha recibido un parámetro de tipo IFooencontrará muy difícil pasarlo a un método que espere un genérico de doble restricción, incluso si la instancia en cuestión satisfaría todas las restricciones.

Si en una situación particular no hubiera ventaja en usar un genérico, simplemente acepte un parámetro del tipo de interfaz. El uso de un genérico obligará al sistema de tipos y JITter a realizar un trabajo adicional, por lo que si no hay ningún beneficio, uno no debería hacerlo. Por otro lado, es muy común que se aplique al menos una de las ventajas anteriores.