设计多类型对象的最佳方法

Question

假设我有一个数据对象，但这个对象可以保存多种类型的数据之一。

class Foo
{
    int intFoo;
    double doubleFoo;
    string stringFoo;
}

现在，我想创建一个访问器。获取此数据的某种方式。显然，我可以创建多个访问器：

public int GetIntFoo();
public double GetDoubleFoo();
public string GetStringFoo();

或者我可以创建多个属性

public int IntFoo { get; set; }
public double DoubleFoo { get; set; }
public string StringFoo { get; set; }

我不认为这是一个非常好的设计。它要求客户端代码比它应该更关心类型。更重要的是，我真的只需要这个类的一个值，上面将允许同时分配每种类型中的一个。不好。

一种选择是使用泛型。

class Foo<T>
{
    public T TheFoo { get; set; }
}

但是，这不会创建一个 Foo，它会创建一个 Foo。每个都有不同的类型，所以我不能真正将它们用作相同的类型。

我可以从 FooBase 派生 Foo，然后将它们全部视为 FooBase，但随后我又回到了访问数据的问题上。

一个不同的泛型选项是使用这样的东西：

class Foo
{
    string stringRepresentationOfFoo;
    public T GetFoo<T>() { return /* code to convert string to type */ }
}

当然，问题是任何类型的 T 都可以通过，坦率地说，它有点忙。

我也可以将值装箱并返回一个对象，但是没有类型安全性。

理想情况下，我希望对所有 Foo 都一视同仁，但我希望类型安全，这样如果没有 StringFoo，我什至无法编译对 StringFoo 的引用。

Foo foo = new Foo("Foo");
string sFoo = foo.Value;  // succeeds.
 
Foo foo = new Foo(0);
int iFoo = foo.Value; // succeeds
string sFoo = foo.Value; // compile error

也许这甚至是不可能的......我必须做出一些妥协，但也许我错过了一些东西。

有什么想法吗？

编辑：

好的，正如 daniel 指出的那样，运行时类型的编译时检查是不切实际的。

在这里做我想做的事情的最佳选择是什么？即，对所有 Foo 都一视同仁，但仍然有一个相对健全的访问机制？

EDIT2：

我不想将值转换为不同的类型。我想为该值返回正确的类型。也就是说，如果它是一个双精度，我不想返回一个 int。

Answer 1

将变量作为参数传递给 get 怎么样？像这样：

int i = foo.get(i);

然后在你的课堂上，你会有类似的东西：

public int get(int p) {
    if(this.type != INTEGER) throw new RuntimeException("Data type mismatch");
    return this.intVal;
}

public float get(float p) {
    if(this.type != FLOAT) throw new RuntimeException("Data type mismatch");
    return this.floatVal;
}

这种类型检查将类型检查由内而外：不是检查 foo 持有什么类型，而是让 foo 检查你想要的类型。如果它可以为您提供该类型，它会提供，否则它会引发运行时异常。

Answer 2

我认为这行不通（给你你想要的编译器错误）

你想让它做什么：

Foo bar = (new Random()).Next(2) == 0 ? new Foo("bar") : new Foo(1);
int baz = bar.Value;

这是编译器错误吗？

我认为“一视同仁”（至少按照您描述的方式）和“编译时错误”将是相互排斥的。

无论如何，我认为“最好的方法”将是泛型和继承之间的折衷。您可以定义一个Foo<T>，它是 Foo 的子类；那么你仍然可以收藏Foo。

abstract public class Foo
{
  // Common implementation

  abstract public object ObjectValue { get; }
}

public class Foo<T> : Foo
{
   public Foo(T initialValue)
   {
      Value = initialValue;
   }

   public T Value { get; set; }

   public object ObjectValue
   { 
      get { return Value; }
   }
}

Answer 3

许多系统使用辅助方法来返回备用类型，就像 .net 框架基础对象具有 ToString() 方法一样

为每个对象选择最佳的基类型，并为其他情况提供 To 方法

例如

class Foo{
    public Int32 Value { get; set; }
    public Byte ToByte() { return Convert.ToByte(Value); }
    public Double ToDouble() { return (Double)Value; }
    public new String ToString() { return Value.ToString("#,###"); }
}

Answer 4

一件事是将任何类型存储在类的内部状态中，另一件事是将其暴露在外部。当你编写一个类时，你实际上是在为它的行为声明一个契约。您编写它的方式将极大地影响使用该类时客户端代码的外观。

例如，通过实现IConvertible 接口，您声明您的类型可以转换为任何 CLR 类型作为等效值。

我还看到了使用 Value 类来存储计算结果的实现，这些结果可以表示字符串、双精度、整数或布尔值。但是，问题是客户端代码必须检查枚举 {String, Integer, Double, Boolean} 的 Value.Type 属性，然后强制转换 Value.Value 属性（由 Value 类作为 Object 类型从外部公开) 或使用特定的 ValueString、ValueDouble、ValueInt、ValueBoolean getter。

Answer 5

为什么不直接使用string、double 和int？

---

收集信息后：使用object怎么样？无论如何，您将不得不检查类型等。为了帮助您，您可以使用 is 和 as 运算符。还有Enumerable.Cast Method，甚至更好的是Enumerable.OfType Method。

Answer 6

其实这个类的目的是什么？最大的问题似乎是设计至少打破了 SRP（单一责任原则）。

不过，如果我没看错的话，您希望在容器中存储一些值，将容器传递给客户端并以类型安全的方式检索该值。

通过这种方法，您可以使用您的提案，即

namespace Project1 {
public class Class1 {
    static int Main(string[] args) {
        Foo a = new Foo();
        a.SetValue(4);
        Console.WriteLine(a.GetValue<int>());

        Foo b = new Foo();
        a.SetValue("String");
        Console.WriteLine(a.GetValue<string>());

        Console.ReadLine();

        return 0;
    }
}


class Foo {
    private object value; // watch out for boxing here!
    public void SetValue(object value) {
        this.value = value;
    }

    public T GetValue<T>() {
        object val = this.value;
        if (val == null) { return default(T); } // or throw if you prefer
        try {
            return (T)val;
        }
        catch (Exception) {
            return default(T);
            // cast failed, return default(T) or throw
        }
    }
}
}

但是，在这种情况下，为什么不简单地将数据作为对象传递并自己进行转换呢？

根据你的需要，你也可以试试“PHP in C#”：

namespace Project1 {
public class Class1 {
    static int Main(string[] args) {
        MyInt a = 1;
        MyInt b = "2";

        Console.WriteLine(a + b); // writes 3

        Console.ReadLine();

        return 0;
    }
}


class MyInt {
    private int value;

    public static implicit operator int(MyInt container) {
        return container.value;
    }

    public static implicit operator MyInt(int value) {
        MyInt myInt = new MyInt();
        myInt.value = value;
        return myInt ;
    }

    public static implicit operator MyInt(string stringedInt) {
        MyInt myInt = new MyInt();
        myInt.value = int.Parse(stringedInt);
        return myInt;
    }
}
}

Answer 7

对不起，我只是不买你的前提。如果数据都具有相同的目的，那么它们都应该具有相同的类型。考虑一个用于保存当前温度的类，由几个 Web 服务之一返回。所有服务都返回摄氏温度。但是一个以 int 形式返回，一个以 double 形式返回，一个以字符串形式返回。

这不是三种不同的类型 - 它是一种类型 - 双。您只需将非双精度返回值转换为双精度值，这就是温度（或者可能是浮点数）。

一般来说，如果你对一件事有多个表示，那么它仍然是一件事，而不是多件事。将多种表示合二为一。