如何在C#中实现“静态重载常量”？

Question

我正在使用C#创建一个游戏。每个关卡由多个瓷砖组成，每个瓷砖都属于不同的类型，如草地、木墙等。

理想情况下，我想创建一个基类“Tile”，并从中继承来创建每种类型的瓷砖类。我希望每个瓷砖类的属性都是某种静态/常量/等成员，因为每种类型的瓷砖只会有相同的属性。也就是说，我不希望100个瓷砖都有一个属性，这些属性都具有相同的值，这似乎效率低下。

但在C#中无法实现这样的需求。有没有什么方法可以实现我想要的效果？

我的备选方案是将其分成两棵树：一个只包含“Tile”类，表示实例；另一个是“TileType”，我会为每种类型实例化一个对象，并通过某种“TileTypeCollection”访问它们。但这种方法感觉很奇怪，我更愿意采用第一种方式。

处理这种情况时是否有任何一般性的指导方针？

- Zeta Two

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在面向对象编程中，扩展基本类型的目的是修改或添加行为，而不是突变属性。您的示例仅需要一个Tile类 - 可以有不同类型的瓷砖，但这些只是Tile的属性。假设您的瓷砖类型具有虚拟方法PlayerEntered()，您可以有一个名为BlockingTile的派生Tile类，它将覆盖PlayerEnetered()并阻止玩家，或者您可以有一个名为BurningTile的类，它将覆盖*PlayerEntered()*并使玩家着火。 - MattDavey

问题在于瓷砖具有某些属性，例如它们的纹理名称。对于某种类型，该值将始终具有相同的值。因此，实例化100个相同类型的瓷砖会感觉非常糟糕，因为会创建100个包含永远不会改变的相同字符串的属性。 - Zeta Two

稍微离题一点，如果你有100个瓷砖，它们的属性都设置为常量字符串“grass”，编译器将使所有引用指向单个实例，而不是创建100个字符串实例。这意味着每个瓷砖只消耗4（或8）个字节的引用，所以情况并没有你想象的那么糟糕。 - Dan Bryant

这正是享元模式的设计目的所在，就像Marino Simic所建议的那样 :) 每个瓦片是否真的需要一个字符串属性来存储纹理名称？这才是使得每个瓦片独特的原因吗？不是的...... 我认为在这种情况下，一个Tile只需要两个属性：游戏世界中的位置和瓦片类型标识符......瓦片类型的属性（如纹理）就在这里。 - MattDavey

Answer 1

您正在寻找享元设计模式：

http://en.wikipedia.org/wiki/Flyweight_pattern

Flyweight 是一种软件设计模式。Flyweight 是一个对象，通过与其他类似的对象共享尽可能多的数据来最小化内存使用；它是在需要大量对象时使用的一种方式，而简单重复的表示会使用不可接受的大量内存。

这里有一些C#示例：http://www.dofactory.com/Patterns/PatternFlyweight.aspx#_self2

- Marino Šimić

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这感觉像是最好的解决方案。非常感谢。 - Zeta Two

另外，您是否有使用XNA框架的经验？如果有，您会说内容导入器是否使用了这种模式？ - Zeta Two

Answer 2

您可以按照以下方式创建一个类结构：

public abstract class Tile
{
  public abstract string BaseType;
}

public class Floor : Tile
{
  public override string BaseType
  {
    get
    {
       return "floor";
    }
  }
}

public class Grass : Tile
{
  public override string BaseType
  {
    get
    {
       return "grass";
    }
  }
}

public class Wooden : Tile
{
  public override string BaseType
  {
    get
    {
       return "wooden";
    }
  }
}

- Ozair Kafray

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这是多态的完全误用。扩展类型的目的是添加/修改行为，而不是提供不同的数据。 - MattDavey

@MattDavey：谢谢你指出这个问题。实际上我想请教一下这个解决方案的意见，因为我的背景是C++，最近当我想在C#中实现同样的功能时，我是这样做的。你能告诉我你喜欢这里的哪个解决方案吗？这样我就知道如何在C#中思考了。 - Ozair Kafray

在面向对象编程中，一个对象由两个部分组成 - 属性（属性）和行为（方法）。您可以随时更改对象的属性，但要添加或更改行为需要多态性（不考虑其他模式，例如装饰器）。如果您看到我在原始问题中的评论，我给出了多态性可能是必要的示例 :) - MattDavey

Answer 3

你不能只使用静态字段来支持你的瓦片基类上的属性吗？

public abstract class Tile
{
  private static string _commonProperty

  public static string CommonProperty
  {
    get { return _commonProperty; }
    set { _commonProperty = value; }
  }
}

- ColinE

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那么这个属性也应该是静态的。 - Guffa

不一定 - 拥有一个返回共享值的属性可能是有用的。（当你实现一个接口时，拥有一个具有默认但可重写值的属性，从一个类继承或准备该类用于继承...） - Jean Hominal

@Jean Hominal：但是这个属性将返回该类的所有子类共享的值，从我的理解来看，问题希望为每个子类返回不同的值。 - Ozair Kafray

Answer 4

一种方法是在子类上有静态属性，在基类中有一个非静态虚拟访问器，当被重写时返回静态值。

- Adrian Zanescu

Answer 5

根据具体要求，有几个选项可以考虑。

如果存在一个公共属性，其值因每种类型而异，则在基类中声明它，将其设置为只读值，并在每种类型的构造函数中设置它。

如果您有仅存在于特定类型上的属性，则应在子类中声明这些属性，并同样设置为只读。

- BonyT