什么时候应该使用C#4.0附带的代码合同？

C# 4.0引入的代码合同（Code Contracts）是一种通过前置条件（Preconditions）、后置条件（Postconditions）和对象不变量（Object Invariants）来增强代码健壮性的技术。以下是其核心概念、适用场景及解决方案的完整分析：

基础概念

前置条件（Requires） 在方法入口验证参数或状态，例如：
前置条件（Requires） 在方法入口验证参数或状态，例如：
后置条件（Ensures） 在方法出口验证返回值或状态，例如：
后置条件（Ensures） 在方法出口验证返回值或状态，例如：
对象不变量（Invariant） 在类的每个公共方法结束后验证对象状态，例如：
对象不变量（Invariant） 在类的每个公共方法结束后验证对象状态，例如：

优势

显式契约：明确代码的输入输出约束，减少隐式错误。
静态验证：通过工具（如Microsoft Code Contracts Analyzer）在编译时检测潜在问题。
文档化：契约本身即文档，提升代码可读性。
测试辅助：生成更精准的单元测试边界条件。

适用场景

复杂业务逻辑 需要严格验证参数或状态（如金融计算、游戏引擎）。
公共API开发 强制调用方遵守契约，避免非法输入。
高可靠性系统 如医疗、航空航天等对错误零容忍的领域。
团队协作 明确模块间的交互规则，减少沟通成本。

常见问题与解决方案

问题1：契约未被触发

原因：未启用运行时检查（需在项目属性中勾选Perform Runtime Contract Checking）。
解决：
解决：

问题2：静态验证误报

原因：工具无法推导复杂逻辑（如涉及循环或外部依赖）。
解决：
- 使用Contract.Assume提供额外提示：
- 使用Contract.Assume提供额外提示：
- 简化契约条件。

问题3：性能开销

原因：运行时检查增加额外验证逻辑。
解决：
- 仅在Debug模式启用运行时检查，Release模式关闭。

替代方案

原生验证：手动if-throw语句（灵活性高但维护成本大）。
AOP框架：如PostSharp（通过属性声明契约，但依赖第三方库）。

示例：完整使用流程

using System.Diagnostics.Contracts;

public class BankAccount {
    public int Balance { get; private set; }

    [ContractInvariantMethod]
    private void ObjectInvariant() {
        Contract.Invariant(Balance >= 0);
    }

    public void Deposit(int amount) {
        Contract.Requires(amount > 0);
        Contract.Ensures(Balance == Contract.OldValue(Balance) + amount);
        Balance += amount;
    }
}