如何使用 C# 泛型将类的对象转换为 T 类型的对象？

Question

我有一些应该生成图表的类。我有三个类为图表系列使用不同类型的数据。我将只提供这些类的属性，以避免混淆:)

public class PointBase
{
    public decimal X { get; set; }
}

public class Point : PointBase
{
    public decimal Y { get; set; }
}

public class Bubble : Point
{
    public decimal Size { get; set; }
}

这三个类被用作图表系列中的基本数据。图表系列在其他三个类（图表类）中表示为 Dictionary 对象。为了专注于具体问题，我不会提供图表类的代码。我将只提供类的名称：

1. CoordinateChart（使用 PointBase 作为基本数据）。
2. 散点图（使用点）。
3. BubbleChart（使用 Bubble）。

我有以下方法对我的所有图表类执行完全相同的算法。这就是为什么我决定使用泛型来制作该方法。

    public Dictionary<string, T[]> GenerateSeriesDataDictionary<T>(string[] series, string[] categories) where T : PointBase, new()
    {
        // Create a new Dictionary.
        Dictionary<string, T[]> seriesData = new Dictionary<string, T[]>();

        // Gets the number of categories and assigns the categoriesNumber variable with the returned value.
        int categoriesNumber = categories.Length;

        foreach (string serie in series)
        {
            Dictionary<string, T> categoriesData = (Dictionary<string, T>)GetCategoriesData(serie);

            // Create a new array of Ts that will store the data for the current serie.
            T[] dataArray = new T[categories.Length];

            for (int i = 0; i < categoriesNumber; i++)
            {
                // If the serie contains a value for the current category, store it in the array.
                // Otherwise, set the value of the current element of the array to the default one.
                dataArray[i] = categoriesData.ContainsKey(categories[i]) ? categoriesData[categories[i]] : new T();
            }

            // Add the dataArray to the seriesData Dictionary.
            seriesData.Add(serie, dataArray);
        }

        return seriesData;
    }

所以，上面的方法接收到两个字符串数组。第一个代表系列的名称，例如“东京”和“伦敦”。第二个代表图表的类别名称——例如月份的名称——“一月”、“二月”等。

这个方法应该创建一个 Dictionary 对象，它使用一个系列的名称作为键和一个相应的对象数组，代表每个类别的数据（在我的例子中 - 每个月）。例如，字典中的单个键值对应如下所示： 关键字：“伦敦”；值：17、16、20、25（假设数据代表每个月的最高温度）。

每当我创建折线图、散点图或气泡图（由 CoordinateChart、ScatterChart 和 BubbleChart 类表示）时，我基本上都在执行相同的算法。唯一不同的是我正在生成的字典的类型。

1. CoordinateChart 使用 Dictionary(string, PointBase[])
2. ScatterChart 使用 Dicitonary(string, Point[])
3. BubbleChart 使用 Dictionary(string, Bubble[])

我将 '' 字符替换为 '(' 和 ')'，因为它们似乎消失了 :)

这就是为什么我决定将应该生成 Dictionary 对象的逻辑放在一个单独的方法中，然后在每个类中覆盖这个方法。

我的方法是这样的：

    public virtual Dictionary<string, PointBase> GetCategoriesData(string serie) 
    {
        Dictionary<string, PointBase> categoriesData = sqlResultDataTable.AsEnumerable()
            .Where(row => row["City"].ToString() == serie)
            .Select(row => new KeyValuePair<string, PointBase>(row["Month"].ToString(), new PointBase(decimal.Parse(row["Temperature"].ToString()))))
            .ToDictionary(item => item.Key, item => item.Value);

        return categoriesData;
    }

此方法基本上获取表示系列（例如，“伦敦”）的“月份”和“温度”值的所有键值对。

所以，我这样做是为了实现代码的可重用性。否则，我可以在我的所有三个类中执行相同的操作，并且可以在每个类中提供 GenerateSeriesDataDictionary 方法的单独实现，但我认为这不是一个好方法。

一切正常，但我在这一行得到一个错误：

Dictionary<string, T> categoriesData = (Dictionary<string, T>)GetCategoriesData(serie);

错误消息指出：'Cannot convert type Dictionary(string, PointBase) to Dictionary(string, T)'。

我将 '' 字符替换为 '(' 和 ')'，因为它们似乎消失了 :)

我能做什么？

Answer 1

使用泛型类型参数创建基类/接口。

public abstract class Chart<T> where T : PointBase, new()
{
    public abstract IDictionary<string, T> GetCategoriesData(string serie);

    public IDictionary<string, T[]> GenerateSeriesDataDictionary<T>(string[] series, string[] categories)
    {
        // Call GetCategoriesData, etc.
    }
}

然后创建具有特定点类型的派生类：

public class ScatterChart : Chart<Point>
{
    public override IDictionary<string, Point> GetCategoriesData(string serie)
    {
        // Create new Point and set its properties.
        // We know it is a Point because we specified it in the class generic type.
    }

    // ...
}

public class BubbleChart : Chart<Point>
{
    public override IDictionary<string, Bubble> GetCategoriesData(string serie)
    {
        // Create new Bubble and set its properties.
        // We know it is a Bubble because we specified it in the class generic type.
    }

    // ...
}

Answer 2

您不能将Dictionary<string, PointBase> 转换为例如Dictionary<string, Bubble>，这就是您的代码无法编译的原因。它们不是同一件事。

您要么需要将 categoriesData 声明为 Dictionary<string, PointBase>，要么将 GetCategoriesData() 方法设为泛型。

Answer 3

这是variance 类型的问题，更具体的说是协方差。

.Net 让你只做一个安全的协方差，否则就意味着

Dictionary<string, Bubble> bubbles = GetBubbles();
Dictionary<string, PointBase> points = bubbles;

points["London"] = new Point(); //crash, not a Bubble

考虑使用IEnumerable，它是一个具有协变泛型类型的只读接口。