C#如何避免向子类强制转换类型？

Question

假设我有一个名为Shape的基类，然后有一些子类，比如圆形和正方形。

接下来我们在另一个类中创建一个名为GetShape的方法：

public Shape GetShape()
{
    return new Circle();  
}

好的，那么这个想法是，我可以传入一个形状类型，然后返回一个强类型的形状子类。上面的例子是真实代码的极度简化，但我认为它能够说明问题。

那么当我调用这个方法时，它会是什么样子呢？

var shapeCreator = new ShapeCreator();
Circle myCircle = shapeCreator.GetShape(); 

唯一的问题是它甚至无法运行，因为它需要一个强制转换。

下面的代码可以正常运行：

Circle myCircle = (Circle) shapeCreator.GetShape(); 

我对那个类别不是很满意，如何避免使用它并实现一个方法返回基类，以便能够返回任何兼容的子类。

- JL.

Answer 1

即使没有反射，您也可以使用泛型来实现此操作。此示例使用T的无参构造函数过滤器（示例已从Adil进行了修改）：

public T GetShape<T>() where T : Shape, new()
{
    return new T();
}

- Patrick Hofman

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@Jodrell：如果您不介意，因为您删除了您的答案：我在您的答案中的T的过滤器中添加了Shape。 - Patrick Hofman

是的，但shapeCreator.GetShape<Circle>()相对于new Circle()的优势究竟是什么呢？即使在从泛型方法shapeCreator.GetShape<T>()中调用的情况下，它又如何比new T()更好呢？ - Kris Vandermotten

@Kris：目前来看没有，但如果该方法进行更通用的初始化，则这是一个不错的解决方案。 - Patrick Hofman

Answer 2

按照您的问题描述，我们无法解决您的问题。不过，您提到：

所以我的想法是，我可以传入一个形状类型，然后得到一个强类型的形状子类返回

您是否意味着这样做：

var shape = shapecreator.GetShape(typeof(Circle));

或者

var shape = shapecreator.GetShape<Circle>();

如果是这样，并且类型在编译时已经静态确定，只需执行以下操作：

var circle = shapecreator.GetCircle();

如果类型在静态上不是已知的，而只能在运行时确定，您需要逻辑来决定调用哪个方法，例如使用if或switch语句。尽管如此，对于强制转换也需要类似的逻辑，因此这并不是真正的劣势。

另一个选择可能是使用抽象工厂设计模式，其中您有一个ShapeFactoryBase类，带有一个虚拟的Shape Create()方法，以及一个派生类CircleFactory从中继承，并覆盖Create()方法。尽管如此，您仍然需要强制转换，并且您仍然需要逻辑来决定要转换成什么类型。

- Kris Vandermotten

Answer 3

你可以使用通用方法在方法调用中传递所需的类型。在该方法中，你可以使用Activator.Createinstance创建被传递类型的对象。 GetShape定义

public T GetShape<T>() where T : Shape
{
    return (T)Activator.CreateInstance(typeof(T));
}

调用 GetShape 函数

Circle c = GetShape<Circle>();
Rectangle r = GetShape<Rectangle>();

编辑 您可以使用新约束而无需使用反射来完成。

当您的泛型类创建类型的新实例时，可以将新的约束应用于类型参数，如下例所示：

public T GetShape<T>() where T : Shape, new()
{
    return new T();
}

- Adil

Answer 4

不必使用函数，你可以将形状类嵌套在一个名为GetShape的静态类中，并根据需要从该静态类创建新形状。

public static class GetShape {
    public class Circle() { .. }
    public class Square() { .. }
    public class Triangle() { .. }
    ...
}


var NewShape = new GetShape.Circle();

然而，如果你不想这样做，我建议使用通用漏洞利用。

- user3519915

Answer 5

如果你想要做一些与Circle相关的事情，你必须将其转换为这个特定类型。

你可以使用动态对象，但在这种情况下，你会失去编译阶段的类型安全检查。

- st4hoo