静态方法继承的正确替代方法是什么？

Question

我了解 C# 不支持静态方法继承。我还阅读了一些讨论（包括此处），其中开发人员声称需要此功能，典型的回应是“如果您需要静态成员继承，那么您的设计就有缺陷”。

好的，鉴于 OOP 甚至不希望我考虑静态继承，我必须得出结论，我对它的明显需求表明我的设计存在错误。但是，我被困住了。我真的很感谢一些帮助解决这个问题。这是挑战...

我想创建一个抽象基类（我们称之为 Fruit），它封装了一些复杂的初始化代码。此代码不能放在构造函数中，因为其中一些将依赖于虚拟方法调用。

Fruit 将被其他具体类（Apple、Orange）继承，每个具体类都必须公开标准工厂方法 CreateInstance() 来创建和初始化实例。

如果静态成员继承可行，我会将工厂方法放在基类中，并使用对派生类的虚拟方法调用来获取必须初始化具体实例的类型。客户端代码会简单地调用 Apple.CreateInstance() 来获取完全初始化的 Apple 实例。

但显然这是不可能的，所以有人可以解释一下我的设计需要如何更改以适应相同的功能。

Answer 1

一个想法：

public abstract class Fruit<T>
    where T : Fruit<T>, new()
{
    public static T CreateInstance()
    {
        T newFruit = new T();
        newFruit.Initialize();  // Calls Apple.Initialize
        return newFruit;
    }

    protected abstract void Initialize();
}

public class Apple : Fruit<Apple>
{
    protected override void Initialize() { ... }
}

然后这样调用：

Apple myAppleVar = Fruit<Apple>.CreateInstance();

不需要额外的工厂类。

Answer 2

将工厂方法移出类型，并将其放入自己的工厂类中。

public abstract class Fruit
{
    protected Fruit() {}

    public abstract string Define();

}

public class Apple : Fruit
{
    public Apple() {}

    public override string Define()
    {
         return "Apple";
    }
}

public class Orange : Fruit
{
    public Orange() {}

    public override string Define()
    {
         return "Orange";
    }
}

public static class FruitFactory<T> 
{
     public static T CreateFruit<T>() where T : Fruit, new()
     {
         return new T();
     }
}

但是，正如我所看到的，没有必要将 Create 方法移到它自己的 Factory 类中（虽然我认为它是可取的-关注点分离-），您可以将它放在 Fruit 类中：

public abstract class Fruit
{

   public abstract string Define();

   public static T CreateFruit<T>() where T : Fruit, new()
   {
        return new T();
   }

}

并且，看看它是否有效：

    class Program
    {
        static void Main( string[] args )
        {
            Console.WriteLine (Fruit.CreateFruit<Apple> ().Define ());
            Console.WriteLine (Fruit.CreateFruit<Orange> ().Define ());

            Console.ReadLine ();
        }        
    }

Answer 3

为什么不用 create 方法创建工厂类（模板化）？

FruitFactory<Banana>.Create();

Answer 4

我会做这样的事情

 public abstract class Fruit() {
      public abstract void Initialize();
 }

 public class Apple() : Fruit {
     public override void Initialize() {

     }
 }

 public class FruitFactory<T> where T : Fruit, new {
      public static <T> CreateInstance<T>() {
          T fruit = new T();
          fruit.Initialize();
          return fruit;  
      }
 } 


var fruit = FruitFactory<Apple>.CreateInstance()

Answer 5

.NET BCL 中的WebRequest 类及其派生类型代表了如何相对较好地实现此类设计的一个很好的例子。

WebRequest 类有几个子类，包括HttpWebRequest 和FtpWebReuest。现在，这个WebRequest 基类也是一个工厂类型，并且暴露了一个静态的Create 方法（实例构造函数是隐藏的，按照工厂模式的要求）。

public static WebRequest Create(string requestUriString)
public static WebRequest Create(Uri requestUri)

此Create 方法返回WebRequest 类的具体实现，并使用URI（或URI 字符串）来确定要创建和返回的对象类型。

这具有以下使用模式的最终结果：

var httpRequest = (HttpWebRequest)WebRequest.Create("http://stackoverflow.com/");
// or equivalently
var httpRequest = (HttpWebRequest)HttpWebWebRequest.Create("http://stackoverflow.com/");

var ftpRequest = (FtpWebRequest)WebRequest.Create("ftp://stackoverflow.com/");
// or equivalently
var ftpRequest = (FtpWebRequest)FtpWebWebRequest.Create("ftp://stackoverflow.com/");

我个人认为这是解决问题的好方法，而且它确实似乎是 .NET Framework 创建者的首选方法。

Answer 6

首先，没有可以是虚拟的静态初始化器并不意味着您不能有“标准”成员方法，它可能会被重载。其次，你可以从构造函数中调用你的虚方法，它们会按预期工作，所以这里没有问题。第三，您可以使用泛型来拥有类型安全的工厂。
下面是一些代码，它使用由构造函数调用的工厂 + 成员 Initialize() 方法（并且它是受保护的，因此您不必担心有人会在创建对象后再次调用它）：

abstract class Fruit
{
    public Fruit()
    {
        Initialize();
    }

    protected virtual void Initialize()
    {
        Console.WriteLine("Fruit.Initialize");
    }
}

class Apple : Fruit
{
    public Apple()
        : base()
    { }

    protected override void Initialize()
    {
        base.Initialize();
        Console.WriteLine("Apple.Initialize");
    }

    public override string ToString()
    {
        return "Apple";
    }
}

class Orange : Fruit
{
    public Orange()
        : base()
    { }

    protected override void Initialize()
    {
        base.Initialize();
        Console.WriteLine("Orange.Initialize");
    }

    public override string ToString()
    {
        return "Orange";
    }
}

class FruitFactory
{
    public static T CreateFruit<T>() where T : Fruit, new()
    {
        return new T();
    }
}

public class Program
{

    static void Main()
    {
        Apple apple = FruitFactory.CreateFruit<Apple>();
        Console.WriteLine(apple.ToString());

        Orange orange = new Orange();
        Console.WriteLine(orange.ToString());

        Fruit appleFruit = FruitFactory.CreateFruit<Apple>();
        Console.WriteLine(appleFruit.ToString());
    }
}

Answer 7

我想说最好的办法是在必须调用的水果类上创建一个虚拟/抽象 Initialise 方法，然后创建一个外部“水果工厂”类来创建实例：

public class Fruit
{
    //other members...
    public abstract void Initialise();
}

public class FruitFactory()
{
    public Fruit CreateInstance()
    {
        Fruit f = //decide which fruit to create
        f.Initialise();

        return f;
    }
}