获取继承自抽象类的类的实例，并在属性中具有特定值

Question

我正在开发一个工厂来创建基于两个标准的具体实例：

1）类必须继承自特定的抽象类

2）类必须在覆盖属性中具有特定的值

我的代码如下：

public abstract class CommandBase
{
    public abstract string Prefix { get; }
}

public class PaintCommand : CommandBase
{
    public override string Prefix { get; } = "P";
}

public class WalkCommand : CommandBase
{
    public override string Prefix { get; } = "W";
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var paintCommand = GetInstance("P");
        var walkCommand = GetInstance("W");  

        Console.ReadKey();
    }

    static CommandBase GetInstance(string prefix)
    {
        try
        {            
            var currentAssembly = Assembly.GetExecutingAssembly();
            var concreteType = currentAssembly.GetTypes().Where(t => t.IsSubclassOf(typeof(CommandBase)) &&
                                                                     !t.IsAbstract &&
                                                                     t.GetProperty("Prefix").GetValue(t).ToString() == prefix).SingleOrDefault();

            if (concreteType == null)
                throw new InvalidCastException($"No concrete type found for command: {prefix}");

            return (CommandBase)Activator.CreateInstance(concreteType);
        }
        catch (Exception ex)
        {            
            return default(CommandBase);
        }
    }
}

我遇到了一个错误： {System.Reflection.TargetException: 对象类型不匹配。 在 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.CheckConsistency(Object target) 在 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.InvokeArgumentsCheck(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture) 在 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture)}

- Anon Dev

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因此，要读取类实例属性，您需要向方法“t.GetProperty（“ Prefix”）.GetValue（someInstance）”提供该实例的对象。显然，为了测试它而实例化每种类型是多余的。对于反射代码，我认为静态类属性而不是重写的实例属性可能更适合。鉴于您正在通过字符串查找（除非它具有另一个未记录的用途），继承的“Prefix”属性带来的好处不大。 - spender

Answer 1

更简洁的方法是定义自己的属性来存储前缀。

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
public class CommandAttribute : Attribute
{
    public String Prefix { get; set; }

    public CommandAttribute(string commandPrefix)
    {
        Prefix = commandPrefix;
    }
}

然后像这样使用它们：

[CommandAttribute("P")]
public class PaintCommand : CommandBase
{}

[CommandAttribute("W")]
public class WalkCommand : CommandBase
{}

反思：

static CommandBase GetInstance(string prefix)
{       
    var currentAssembly = Assembly.GetExecutingAssembly();
    var concreteType = currentAssembly.GetTypes().Where(commandClass => commandClass.IsDefined(typeof(CommandAttribute), false) && commandClass.GetCustomAttribute<CommandAttribute>().Prefix == prefix).FirstOrDefault();

    if (concreteType == null)
        throw new InvalidCastException($"No concrete type found for command: {prefix}");

    return (CommandBase)Activator.CreateInstance(concreteType);
}

- Swift

Answer 2

正如spender在他的评论中所提到的，你之所以会收到这个特定的错误是因为这一行代码：

t.GetProperty("Prefix").GetValue(t)

在这里，t 是一个包含类（例如 WalkCommand）的类型变量。您正在获取该类上的 Prefix 属性的 PropertyInfo 对象，然后尝试使用 GetValue() 从 WalkCommand 对象实例中读取该属性的值。

问题在于，您没有将 GetValue() 传递给 WalkCommand 类的实例，而是传递了一个 Type，因此 Reflection 抛出了此异常。

有几种处理方法：

1）即时创建每个类型的实例，仅读取其前缀（我真的不建议这样做）：

var instance = currentAssembly.GetTypes()
    .Where(t => t.IsSubclassOf(typeof(CommandBase)) && !t.IsAbstract)
    .Select(t => new { t, i = (CommandBase)Activator.CreateInstance(t) })
    .Where(x => x.t.GetProperty("Prefix").GetValue(x.i).ToString() == prefix)
    .Select(x => x.i)
    .SingleOrDefault();

return instance;

2) 将整个内容改为使用属性，例如SwiftingDuster的答案中所示。

3) 使用静态构造函数创建一个字典，将字符串前缀映射到具体类型。反射是昂贵的，而且这些类不会改变（除非您正在动态加载程序集），因此只需执行一次即可。

我们可以通过滥用我之前的“创建实例以将其丢弃”的代码来实现这一点，因此我们仍然需要创建每个类的实例才能读取属性，但至少我们只需要执行一次：

static Dictionary<string, Type> prefixMapping;

static Program()
{
    prefixMapping = currentAssembly.GetTypes()
        .Where(t => t.IsSubclassOf(typeof(CommandBase)) && !t.IsAbstract)
        .Select(t => new { t, c = (CommandBase)Activator.CreateInstance(t) })
        .ToDictionary(x => x.t.GetProperty("Prefix").GetValue(x.c).ToString(), x => x.t);
}

static CommandBase GetInstance(string prefix)
{
    Type concreteType;
    if ( prefixMapping.TryGetValue(prefix, out concreteType) )
    {
        return (CommandBase)Activator.CreateInstance(concreteType);
    }
    return default(CommandBase);
}

请注意，如果您有多个具有相同前缀的类，则会抛出一个非常可怕的异常，由于它是在静态构造函数中引发的异常，因此可能会导致应用程序崩溃。要么捕获异常（这将使prefixMapping为null），要么修改Linq表达式以仅返回每个前缀的一种类型（如下所示）。

4）同时使用SwiftingDuster的Attribute方法和字典的预计算。 这是我首选的解决方案。

static Dictionary<string, Type> prefixMapping;

static Program()
{
    prefixMapping = currentAssembly.GetTypes()
        .Where(t => t.IsSubclassOf(typeof(CommandBase)) && t.IsDefined(typeof(CommandAttribute), false) && !t.IsAbstract)
        .Select(t => new { t, p = t.GetCustomAttribute<CommandAttribute>().Prefix })
        .GroupBy(x => x.p)
        .ToDictionary(g => g.Key, g => g.First().t);
}

static CommandBase GetInstance(string prefix)
{
    Type concreteType;
    if ( prefixMapping.TryGetValue(prefix, out concreteType) )
    {
        return (CommandBase)Activator.CreateInstance(concreteType);
    }
    return default(CommandBase);
}

希望这有所帮助。

- Trevor