是否有一种解决方法可以通过泛型类使用静态方法？

Question

我有一个相当简单的问题，但在 C# 中似乎没有解决方案。

我有大约 100 个 Foo 类，每个类都实现了一个 static FromBytes() 方法。还有一些泛型类应将这些方法用于自己的FromBytes()。但是泛型类不能使用static FromBytes() 方法，因为T.FromBytes(...) 是非法的。

是我遗漏了什么还是没有办法实现这个功能？

public class Foo1
{
    public static Foo1 FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
    {
        // build Foo1 instance
        return new Foo1()
        {
            Property1 = bytes[index++],
            Property2 = bytes[index++],
            // [...]
            Property10 = bytes[index++]
        };
    }

    public int Property1 { get; set; }
    public int Property2 { get; set; }
    // [...]
    public int Property10 { get; set; }
}

//public class Foo2 { ... }
// [...]
//public class Foo100 { ... }

// Generic class which needs the static method of T to work
public class ListOfFoo<T> : System.Collections.Generic.List<T>
{
    public static ListOfFoo<T> FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
    {
        var count = bytes[index++];
        var listOfFoo = new ListOfFoo<T>();
        for (var i = 0; i < count; i++)
        {
            listOfFoo.Add(T.FromBytes(bytes, ref index)); // T.FromBytes(...) is illegal
        }

        return listOfFoo;
    }
}

我认为选择一个答案作为公认答案是不公平的，毕竟所有答案和 cmets 都以不同的方式做出了贡献，他们的观点不同。如果有人对不同方法的优缺点进行了很好的概述，那就太好了。在它对未来的开发者有最大的帮助之后应该被接受。

Answer 1

您能在实用程序类中实现静态FromBytes 方法吗？然后做这样的事情？

listOf.Add(Utility.FromBytes<T>(bytes, ref index));

如果每个方法FromBytes 有很大的不同，那么该实用方法可能会有点难看，但也不会太糟糕，反正所有代码都存在于每个类中。

类似这样的：

public static class Utility
{
    public static T FromBytes<T>(byte[] bytes, ref int index)
    {
          if (typeof(T) is Foo1)
          {
               return Foo1.GetBytes(bytes, ref index);
          }
          //etc....
    }
}

您也可以在此处隐藏该反射代码，正如其他答案所指出的那样。不幸的是，似乎没有一种非常干净的方法可以做到这一点，但将杂乱的东西隐藏在实用方法中可能是最好的选择。

Answer 2

问题是您尝试使用FromBytes 作为扩展方法，但实际上并非如此。根据我收集到的信息，您正在尝试为任何 <T> 调用适当的 FromBytes，正如您已经为 T 创建的任何类中所定义的那样。

你需要做的是通过反射调用方法。

请尝试查看其中一些主题以获取有关如何完成此操作的帮助。

Use Reflection to call generic method on object instance with signature: SomeObject.SomeGenericInstanceMethod<T>(T argument)

How do I use reflection to call a generic method?

Calling generic method using reflection in .NET

How to call generic method with a given Type object?

Answer 3

你可以试试这样的：

sealed class RetType
{
    public object Value
    {
        get;
        private set;
    }

    public int Index
    {
        get;
        private set;
    }

    public RetType(object value, int index)
    {
        Value = value;
        Index = index;
    }
}

public class ListOfFoo<T> : System.Collections.Generic.List<T>
{
    static readonly Dictionary<Type, Func<byte[], int, RetType>> dic = new Dictionary<Type, Func<byte[], int, RetType>>
    {
        {
            typeof(Foo1),
            new Func<byte[], int, RetType>((bytes, index) =>
            {
                var value = Foo1.FromBytes(bytes, ref index);

                return new RetType(value, index);
            })
        }
        // add here others Foo
    };

    public static ListOfFoo<T> FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
    {
        var count = bytes[index++];
        var listOf = new ListOfFoo<T>();
        for (var i = 0; i < count; i++)
        {
            var o = dic[typeof(T)](bytes, index);

            listOf.Add((T)o.Value);

            index = o.Index;
        }

        return listOf;
    }
}

您构建查找以查找要调用的方法来构建实例。

Answer 4

您可以使用反射来查找该类型的方法，然后为它构建一个委托。比如：

delegate T FromBytesFunc<T>(byte[] bytes, ref int index);

public static ListOfFoo<T> FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
{
    FromBytesFunc<T> fromBytes =
        (FromBytesFunc<T>)Delegate.CreateDelegate(
            typeof(FromBytesFunc<T>), typeof(T).GetMethod("FromBytes")

    var count = bytes[index++];
    var listOf = new ListOfFoo<T>();
    for (var i = 0; i < count; i++)
    {
        listOf.Add(fromBytes(bytes, ref index));
    }

    return listOf;
}

Answer 5

最好的选择是简单地接受特定的 FromBytes 函数作为通用 FromBytes 函数的委托。这避免了使用反射带来的性能成本和缺乏编译时可验证性。

public delegate T FromBytesFunc<T>(byte[] bytes, ref int index);
public static List<T> FromBytes<T>(byte[] bytes, ref int index,
    FromBytesFunc<T> function)
{
    var count = bytes[index++];
    var listOfFoo = new List<T>();
    for (var i = 0; i < count; i++)
    {
        listOfFoo.Add(function(bytes, ref index));
    }

    return listOfFoo;
}

请注意，如果您将方法（而不是它所在的类）设为泛型，您可以让编译器推断出泛型参数。可以这样调用：

var list = SomeClass.FromBytes(bytes, ref index, Foo1.FromBytes);

Answer 6

不确定这是否适合您，但这是一种选择：

1. 定义一个接口IHaveFromBytesMethod<T>，它定义了一个FromBytes(...)实例方法。
2. 让所有Foo# 类型实现这个接口。 （如果您不希望此实例方法立即可见，则可以显式实现该接口。）
3. 实例方法的所有实现都只是将调用转发到该类型的静态方法。
4. 在ListOfFoo<T> 类中限制类型参数T 以实现此接口并提供无参数构造函数。
5. 当您需要静态方法时，使用无参数构造函数构造一个 T 类型的新虚拟对象，然后在该虚拟实例上调用实例方法。

界面：

public interface IHaveFromBytesMethod<T>
{
    T FromBytes(byte[] bytes, ref int index);
}

Foo# 类之一：

public class Foo1 : IHaveFromBytesMethod<Foo1>
{
    public Foo1()
    {
        // ...
    }

    public static Foo1 FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
    {
        // ...
    }

    public Foo1 FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
    {
        // within the instance method simply call the static method
        return Foo1.FromBytes(bytes, ref index);
    }
}

修改后的ListOfFoo<T>类：

// requires T to implement the interface and provide a parameterless ctor!
public class ListOfFoo<T> : System.Collections.Generic.List<T>
    where T : IHaveFromBytesMethod<T>, new()
{
    public static ListOfFoo<T> FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
    {
        // create dummy instance for accessing static method via instance method
        T dummy = new T();
        var count = bytes[index++];
        var listOfFoo = new ListOfFoo<T>();
        for (var i = 0; i < count; i++)
        {
            // instead of calling the static method,
            // call the instance method on the dummy instance
            listOfFoo.Add(dummy.FromBytes(bytes, ref index));
        }

        return listOfFoo;
    }
}

Answer 7

我要感谢你们所有人，你们给了我一些思考的见解。我已经考虑了每种方法并考虑了它的优缺点并编写了以下代码。你有什么想法？我认为这是对可用性、可读性和性能的一个很好的折衷。它只是缺少编译器检查。

public class ListOfFoo<T> : System.Collections.Generic.List<T>
{
    private static readonly FromBytesFunc<T> BytesFromFunc = 
        (FromBytesFunc<T>)System.Delegate.CreateDelegate(
            typeof(FromBytesFunc<T>),
            typeof(T).GetMethod("FromBytes"));

    private delegate T2 FromBytesFunc<out T2>(byte[] bytes, ref int index);

    public static ListOfFoo<T> FromBytes(byte[] bytes, ref int index)
    {
        var count = bytes[index++];
        var listOfFoo = new ListOfFoo<T>();
        for (var i = 0; i < count; i++)
        {
            listOfFoo.Add(BytesFromFunc(bytes, ref index));
        }

        return listOfFoo;
    }
}

Answer 8

这将是所有未来观众的摘要。

由于您不能只调用方法，因此主要问题是获取委托。有两种方法：

• 通过反射
• 来自调用者

您可能认为反射很慢，但性能不是问题。如果委托存储在静态字段中，则每个类只需执行一次，因为泛型类型不共享静态成员。

编译时可验证性是一个问题。如果您非常关心编译时可验证性，则应该从调用者传递委托。如果您更关心干净的方法调用，则必须牺牲编译时可验证性。

PS：有些人建议使用字典或 switch/case 或 if/else 来存储代表。这是你不应该做的事情。这与将委托存储在泛型类的静态字段中没有优势（泛型类型不共享静态成员）。