在C#中是否可能为泛型制作“这种类型”？

Question

这是一个理论问题，如果你不想了解理论可以跳过。

假设你有两个类，其中一个类继承自另一个类。基类是通用的，并且具有在封闭类型中必须返回该封闭类型某个实例的方法。

就像这样（注意文本中的???）：

public class Adapter<T>
{
 public virtual ??? DoSomething()
 {
  ...
 }
}

public class AdaptedString : Adapter<String>
{
 public override AdaptedString DoSomething()
 {
  ...
 }
}

我无法做到这一点，因为没有办法引用将从泛型类型派生的闭合类型。 （对不起，语言有些生硬，不知道该如何表达。）没有关键字可以替换 ??? 来指定此方法将返回从此泛型类型派生的类型的实例。

相反，我可以使用一个解决方法，即显式传递类型名称到泛型基类中。但这看起来有些冗余。

public class Adapter<TThis,T>
{
 public virtual TThis DoSomething()
 {
  ...
 }
}

public class AdaptedString : Adapter<AdaptedString,String>
{
 public override AdaptedString DoSomething()
 {
  ...
 }
}

如果在基类中需要访问TThis实例的成员，我必须添加一个约束。这次看起来有点丑 - 请注意约束：

public class Adapter<TThis,T>
 where TThis : Adapter<TThis, T>
{
 protected int _field; 

 ...

 public bool Compare( TThis obj )
 {
  return _field == obj._field;
 }
}

public class AdaptedString : Adapter<AdaptedString,String>
{
 ...
}

是的，所有内容都在运作，但如果我可以在第一个代码片段中使用一些关键字而不是 ???，那么它会看起来更好。例如 "thistype"。

你认为这样做是否可行？它有用吗？还是只是很愚蠢？

- XOR

Answer 1

没有什么能使这个模式更加简单，实际上这个模式本身也不是百分之百可靠的，因为可能会出现以下情况：

class TypeA : Adapter<TypeA, string>

class TypeB : Adapter<TypeA, string> // Bug!

这里的第二行是完全合法的 - TypeA 是TThis类型参数的有效类型参数，即使它不是我们想要的。基本上，类型系统不允许我们表达“T必须是此类型”的概念。

然而，我不同意那些认为这是一个糟糕或无用的模式的人。在Protocol Buffers中，我发现它很有用（尽管复杂）- 如果没有它，该协议将糟糕得多。例如：

Foo foo = new Foo.Builder { Name="Jon" }.Build();

如果Foo.Build()没有强类型返回Foo，即使Build方法在IBuilder<...>中被指定，它也不能正常工作。

如果可以轻松避免这种情况，那么最好避免，因为它变得非常复杂 - 但我认为这是一个有用的模式。

- Jon Skeet

---

Jon，你示例中的第二行只是有些不同，不符合这个模式。如果有必要使用它，在现有语法下也能实现。我认为这种语法使得我的示例更加复杂。在发现我们代码中的bug后，我写了这篇文章。我最初写这个基类已经有一段时间了，但我不得不重新阅读几次才能再次掌握。难怪那个人会引入一个bug。 - XOR

@XOR：我的观点是第二行代码是合法的，但在这种情况下不可取。我会编辑答案以使其更清晰明了。 - Jon Skeet

Answer 2

在这种情况下，您通常只需要引用基类：

public class Adapter<T> { 
   public virtual Adapter<T> DoSomething();

试图实现你所完成的操作违反了Liskov替换原则。

- Reed Copsey

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看起来这里是完美的答案：https://dev59.com/GknSa4cB1Zd3GeqPMkcs - dtb

是的，但这不是同样的情况。他们并不是从一个基类工作，而是从一个具体类型开始的。 - Reed Copsey

不，这样做行不通，因为我想让派生（封闭）类型中的DoSomething返回AdapdedString，而不是它的基础类型。 - XOR

我不同意它违反了 Liskov 原则。我们的基类是开放的。无论如何，我们都不能针对它编写代码，因此派生类型根本没有任何可以破坏的东西。 - XOR

异或（XOR）：如果是这样，那么这个方法可以正常工作。只是不要将它添加到基类中。具体的类可以有这个方法。但是，如果您将其添加到基类中，则会违反LSP原则。 - Reed Copsey

Answer 3

我也在寻找一个有争议的使用案例，尽管这是一个有趣的想法。

你是想改变如何约束可以使用的泛型类型吗？听起来你想要假设一些基本功能而不知道实际类型；这就是接口的作用。Where从句对于这些问题非常方便。

class Dictionary<K, V>
where K : IComparable, IEnumerable
where V : IMyInterface
{
    public void Add(K key, V val)
    {
    }
}

以上示例限制了K（键）必须是可比较和可枚举的，而V必须通过您自己的接口实现所需的任何客户功能。

- Dusda

Answer 4

如果你的派生类中的继承方法需要返回派生类型而不是基础类型（称为 协变返回类型），这在C#中已经得到支持。

- David R Tribble

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不行，因为C#不支持协变返回类型。 - Jon Skeet

即使这样，那仍然不足以总能提供帮助。 - Jon Skeet