C# 11能否自动实现IEquatable<T>与IComparable<T>？相关疑问

问题1：为何接口virtual默认实现仍需在结构体中手动实现？ #

需要分两种核心场景解释：

• 实例方法的默认实现：C#8引入的接口实例默认实现，本质上属于接口类型的成员，而非实现类型的成员。对于Int256这类值类型来说，若不在结构体中手动实现或重写接口方法，直接通过结构体实例调用接口方法会触发装箱操作（将值类型转换为接口引用类型），既带来性能损耗，也不符合值类型的设计初衷。此外，C#编译器不会自动将接口的默认实现“注入”到值类型的实例成员中，因此必须手动实现才能让结构体直接拥有这些方法。
• 静态运算符的默认实现：==、!=等运算符属于静态成员，即便C#11支持了静态接口方法，接口的静态默认实现也不会自动成为值类型的静态成员。C#的静态成员是类型专属的，接口的静态成员仅属于接口本身，实现类型无法自动继承这些静态成员作为自己的运算符。因此你必须在Int256中手动编写运算符代码，再在其中调用接口的静态默认逻辑，无法直接复用。

举个实际示例，假设你定义了自定义接口：

public interface IAutoEquatable<T> where T : IAutoEquatable<T>
{
    static virtual bool operator ==(T left, T right)
    {
        return left.Equals(right);
    }

    static virtual bool operator !=(T left, T right)
    {
        return !(left == right);
    }

    bool Equals(T? other);
}

当Int256 : IAutoEquatable<Int256>时，编译器不会自动把接口的==运算符转为Int256的运算符，必须手动编写包装代码：

public struct Int256 : IAutoEquatable<Int256>
{
    public bool Equals(Int256? other)
    {
        // 自定义相等逻辑
    }

    // 必须手动实现，否则编译器报错
    public static bool operator ==(Int256 left, Int256 right)
    {
        return IAutoEquatable<Int256>.operator ==(left, right);
    }

    public static bool operator !=(Int256 left, Int256 right)
    {
        return IAutoEquatable<Int256>.operator !=(left, right);
    }
}

问题2：未来C#版本是否会解决该问题？ #

目前C#已经有现成的简化方案：C#10引入的record struct可以自动实现IEquatable<T>以及==、!=运算符（基于值的逐字段比较），如果你的Int256可以基于逐字段相等判断，直接用record struct就能省去大部分样板代码。

对于自定义逻辑的场景，C#设计团队一直在收集社区需求，后续版本有可能推出更灵活的特性：

• 支持实现类型自动继承接口的静态默认成员，无需手动编写运算符的包装代码；
• 增强源生成器能力，让编译器可基于接口标记自动生成所需的运算符和接口方法实现。

另外，现在你也可以通过自定义源生成器解决问题：编写一个源生成器，当检测到结构体实现IAutoEquatable<T>或IAutoComparable<T>时，自动生成对应的运算符和接口方法实现，完全省去手动编写样板代码的工作。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Matthew Layton