【问题标题】:Curiously Recurring Template Pattern, Multiple Layers of Inheritance奇怪重复的模板模式,多层继承
【发布时间】:2015-10-02 14:59:45
【问题描述】:

在完成 here 的工作的基础上,我为枚举定义了一个通用的抽象基类,如下所示:

public abstract class Enumeration<T> : IEquatable<T> where T : Enumeration<T>
{
    private static IEnumerable<T> enumerateAllValues()
    {
        // Obviously use some caching here
        var fields = typeof(T).GetFields(BindingFlags.Public | BindingFlags.Static | BindingFlags.DeclaredOnly);
        return fields.Select(f => f.GetValue(null)).OfType<T>();
    }

    internal static IEnumerable<T> AllValues {get { return enumerateAllValues();}}

    protected Enumeration(int value, string displayName)
    {
        if (!typeof(T).IsSealed)
            throw new NotSupportedException($"Value objects must be sealed, {typeof(T).Name} is not.");
        this.Value = value;
        this.DisplayName = displayName;
    }

    protected int Value { get; }

    protected string DisplayName { get; }

    public override string ToString() { return DisplayName; }       
    // IEquatable implementation based solely on this.Value
}

还有一个静态的、非泛型的帮助类来解析和列出枚举值:

public static class Enumeration 
{
    public static IEnumerable<T> GetAllValues<T>() where T : Enumeration<T>
        {
            return Enumeration<T>.AllValues;
        }
    // Other helper methods, e.g. T Parse(int), bool TryParse(int, out T), etc.
}

现在,我从这个派生出另一个抽象类来表示某个具有共同点的枚举类:

public abstract class AnimalTrait<T> : Enumeration<AnimalTrait<T>>
{
    protected AnimalTrait(int value, string displayName) : base(value, displayName) { ; }
}

到目前为止一切顺利。例如,由此派生的具体类可能是 DogTrait 或 FishTrait 等。知道所有动物特征都可以与值配对,并假设动物特征的值始终是字符串,然后我定义另一个抽象类像这样:

public struct AnimalTraitValuePair<TAnimalTrait> where TAnimalTrait : AnimalTrait<TAnimalTrait>
{

    public TAnimalTrait AnimalTrait { get; }

    public string Value { get; } // Analogy breaks down here, but lets assume we know that the values of animal traits are always strings.

    public AnimalTraitValuePair(TAnimalTrait animalTrait, string value)
    {
        this.AnimalTrait = animalTrait;
        this.Value = value;
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"[{AnimalTrait}, {Value}]";
    }
}

类似于从KeyValuePair&lt;TAnimalTrait, string&gt; where TAnimalTrait : AnimalTrait&lt;TAnimalTrait&gt; 派生,如果它不是结构,我会这样做。

现在,当我去定义保存动物名称的 Animal 类及其关联值的 AnimalTrait 列表时,即AnimalTraitValuePair&lt;TAnimal&gt; 列表,我遇到了一个问题:

public abstract class Animal<TAnimal, TAnimalTrait> :
    where TAnimal : Animal<TAnimal, TAnimalTrait>
    where TAnimalTrait : AnimalTrait<TAnimalTrait>
{
    private readonly IList<AnimalTraitValuePair<TAnimalTrait>> animalTraitValuePairList;

    // All animals have a name
    public string Name {get;}

    protected Animal(string name, IEnumerable<AnimalTraitValuePair<TAnimalTrait>> animalTraitValuePairs)
    {
        animalTraitValuePairList = animalTraitValuePairs.ToList();
        this.Name = name;
    }

    public string this[TAnimalTrait animalTrait]
    {
        get
        {
            return animalTraitValuePairList.First(atvp => atvp.AnimalTrait == animalTrait).Value;
        }
    }

    public override string ToString()
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        // !!!! BREAKS HERE !!!!
        foreach (var animalTrait in Enumeration.GetAllValues<AnimalTrait<TAnimalTrait>>()) // This works...
        //foreach (var animalTrait in Enumeration.GetAllValues<TAnimalTrait>()) // ...but this doesn't
        {
            sb.AppendLine($"{this.Name}'s traits:");
            sb.AppendLine($"[{animalTrait}, {animalTrait.Value}]");
        }
        return sb.ToString();
    }
}

我得到这个编译器错误:

The type 'TAnimalTrait' cannot be used as type parameter 'T' in the generic type or method 'Enumeration.GetAllValues&lt;T&gt;()'. There is no implicit reference conversion from 'TAnimalTrait' to 'Maxim.Common.Enums.Enumeration&lt;TAnimalTrait&gt;'

为什么我不能直接使用 TAnimalTrait? TAnimalTrait 是不是被限制为AnimalTrait&lt;TAnimalTrait&gt; 的一个类,我们知道它是一个枚举,因此可以向上转换两个级别到基础Enumeration&lt;T&gt;?是编译“正确”并给我想要的行为吗?

【问题讨论】:

  • 您的代码中有许多拼写错误。请花一些时间清理您的代码,以便它能够编译到足以产生您所描述的行为。
  • 抱歉,我修正了一个错字。我会尽快得到其他的并确保它编译

标签: c# generics inheritance crtp


【解决方案1】:

您的代码存在许多问题,我忘记了我必须更改的所有内容,但这是一个有效的 sn-p:

void Main()
{
    Console.WriteLine(Dog.Fido.ToString());
}

public abstract class Enumeration<T> where T : Enumeration<T>
{
    private static IEnumerable<T> enumerateAllValues()
    {
        // Obviously use some caching here
        var fields = typeof(T).GetFields(BindingFlags.Public | BindingFlags.Static | BindingFlags.DeclaredOnly);
        return fields.Select(f => f.GetValue(null)).OfType<T>();
    }

    internal static IEnumerable<T> AllValues { get { return enumerateAllValues();}}

    protected Enumeration(int value, string displayName)
    {
        if (!typeof(T).IsSealed)
            throw new NotSupportedException($"Value objects must be sealed, {typeof(T).Name} is not.");
        this.Value = value;
        this.DisplayName = displayName;
    }

    protected int Value { get; }

    protected string DisplayName { get; }

    public override string ToString() { return DisplayName; }       
        // IEquatable implementation based solely on this.Value
}

public static class Enumeration
{
    public static IEnumerable<T> GetAllValues<T>() where T : Enumeration<T>
    {
        return Enumeration<T>.AllValues;
    }
    // Other helper methods, e.g. T Parse(int), bool TryParse(int, out T), etc.
}

public abstract class AnimalTrait<T> : Enumeration<T>
    where T : AnimalTrait<T>
{
    protected AnimalTrait(int value, string displayName) : base(value, displayName) {; }
}

public struct AnimalTraitValuePair<TAnimalTrait> where TAnimalTrait : AnimalTrait<TAnimalTrait>
{

    public TAnimalTrait AnimalTrait { get; }

    public string Value { get; } // Analogy breaks down here, but lets assume we know that the values of animal traits are always strings.

    public AnimalTraitValuePair(TAnimalTrait animalTrait, string value)
    {
        this.AnimalTrait = animalTrait;
        this.Value = value;
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"[{AnimalTrait}, {Value}]";
}
}

public abstract class Animal<TAnimal, TAnimalTrait> : Enumeration<TAnimal>
    where TAnimal : Animal<TAnimal, TAnimalTrait>
    where TAnimalTrait : AnimalTrait<TAnimalTrait>
{
    private readonly IList<AnimalTraitValuePair<TAnimalTrait>> animalTraitValuePairList;

    // All animals have a name
    public string Name { get; }

    protected Animal(int i, string name, IEnumerable<AnimalTraitValuePair<TAnimalTrait>> animalTraitValuePairs)
        : base(i, name)
    {
        animalTraitValuePairList = animalTraitValuePairs.ToList();
        this.Name = name;
    }

    public string this[TAnimalTrait animalTrait]
    {
        get
        {
            return animalTraitValuePairList.First(atvp => atvp.AnimalTrait == animalTrait).Value;
        }
    }

    public override string ToString()
    {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.AppendLine($"{this.Name}'s traits:");
        foreach (var animalTrait in Enumeration.GetAllValues<TAnimalTrait>())
        {
            sb.AppendLine($"[{animalTrait}, {this[animalTrait]}]");
        }
        return sb.ToString();
    }
}

public sealed class DogTrait : AnimalTrait<DogTrait>
{
    public DogTrait(int i, string name) 
        : base(i, name)
    { }
    public static DogTrait Color = new DogTrait(1, "Color");
    public static DogTrait Size = new DogTrait(2, "Size");
}

public sealed class Dog : Animal<Dog, DogTrait>
{
    public Dog(int i, string name, IEnumerable<AnimalTraitValuePair<DogTrait>> animalTraitValuePairs)
        : base(i, name, animalTraitValuePairs)
    {
    }
    public static Dog Fido = new Dog(1, "Fido", new[] {
        new AnimalTraitValuePair<DogTrait>(DogTrait.Color, "Black"),
        new AnimalTraitValuePair<DogTrait>(DogTrait.Size, "Medium"),
    });
}

输出:

Fido 的特点:
[彩色、黑色]
[大小,中]

【讨论】:

  • 谢谢!!我相信,诀窍是将抽象枚举子类的签名从abstract class AnimalTrait&lt;T&gt; : Enumeration&lt;AnimalTrait&lt;T&gt;&gt; 更改为abstract class AnimalTrait&lt;T&gt; : Enumeration&lt;T&gt; where T : AnimalTrait&lt;T&gt;。虽然我不确定为什么这会有所作为,但确实如此。 (下次我一定会提供更清晰的代码,我是从一个更大的示例中复制/粘贴/重命名)
  • 我已经完成了对原始问题的清理。感谢您还修复了一些代码块。
  • 同样在这种情况下,Animal 不应该从 Enumeration 派生,因为没有预定义的动物列表。
【解决方案2】:

你对 AnimalTraitValuePair 有一个约束

public struct AnimalTraitValuePair<TAnimalTrait> 
   where TAnimalTrait : AnimalTrait<TAnimalTrait>

当你使用它时,你会传入一个带有 Animal 约束的 TAnimal

public abstract class Animal<TAnimal, TAnimalTrait> 
    : IEnumerable<AnimalTraitValuePair<TAnimal>>
    where TAnimal : Animal<TAnimal, TAnimalTrait>
    where TAnimalTrait : AnimalTrait<TAnimalTrait>

如果你改成下面这样:

public abstract class Animal<TAnimal, TAnimalTrait> 
:  IEnumerable<AnimalTraitValuePair<TAnimalTrait>>
    where TAnimal : Animal<TAnimal, TAnimalTrait>
    where TAnimalTrait : AnimalTrait<TAnimalTrait>

你会得到一个错误说明

Enumeration<AnimalTrait<TAnimalTrait>>.Value is inaccessable due to its protection level. 

发生这种情况是因为您的 Animal 类不是从 Enumeration>

派生的

老实说,由于 IList 是 IEnumerable 的通用实现,如果您想要一个实现相同目标的简单实现,我只需执行以下操作:

public class Animal
{
   private IList<AnimalTrait> _traits;
   public Animal(IList<AnimalTrait> traits)
   {
       _traits = traits;
   }
   public IEnumerable<AnimalTrait> Traits{get{return _traits;}}
}

public class AnimalTrait
{
   public int Value{get;set;}
   public string DisplayName{get;set;}
}

【讨论】:

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