从另一个泛型类添加泛型方法约束

Posted 2023-03-31

【中文标题】从另一个泛型类添加泛型方法约束

【英文标题】：Adding a generic method constraint from the another generic class

【发布时间】：2016-06-28 11:41:15

【问题描述】：

我不确定标题是否反映了我的意思，但是.. 假设我有两个班级，Entity 和 Component：

public abstract class Entity

    private List<Component> _components = new List<Component>();

    public void AddComponent<T>()
        where T : Component
    
        T component = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T));
        component.Owner = this;

        _components.Add(component);
    


public abstract class Component

    public Entity Owner  get; protected set; 

    public abstract void Update();

您可能会注意到，上面的类是abstract classes，这意味着不适合直接使用。但是，在开发的后期，我知道某些Component 需要仅可附加/由继承到Entity 类的特定类添加的能力。

所以，我添加了一个继承 Component 的类 Component<T>：

public abstract class Entity

    private List<Component> _components = new List<Component>();

    public void AddComponent<T>()
        where T : Component
    
        T component = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T));
        component.Owner = this;

        _components.Add(component);
    


public abstract class Component

    public Entity Owner  get; protected set; 

    public abstract void Update();


public abstract class Component<T> : Component

    // I hide the base.Owner with new keyword
    // feel free to suggest me in case there is better approach to do this
    new public T Owner 
     
        get  return (T)base.Owner;  
        protected set  base.Owner = value; 
    

现在，假设我有 Foo、Bar 和 Processor 类：

public class Foo : Entity

    public int FooValue  get; set; 


public class Bar : Entity

    public int BarValue  get; set; 


public class Processor : Component<Foo>

    public override void Update()
    
        Owner.FooValue = 10;
    

我想做的是使Processor 类只能由Foo 对象添加。目前AddComponent忽略它，所以我不知道该怎么做：

var foo = new Foo();
var bar = new Bar();

foo.AddComponent<Processor>(); // OK
bar.AddComponent<Processor>(); // Compiler should give an error at this point

我也尝试过这样做：

public void AddComponent<T, X>()
    where T : Component<X>
    where X : Entity

    T component = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T));
    component.Owner = this;

    _components.Add(component);

但是，它需要我明确指定 X 约束：

foo.AddComponent<Processor, Foo>();
bar.AddComponent<Processor, Bar>(); // Error, but the syntax is weird!

有什么想法吗？

【参考方案1】：

您的帖子不清楚您的基本 Entity 和 Component 课程有哪些限制（如果有）。所以我不知道以下在您的情况下是否可行。也就是说，我相信如果不是，您将无法做您想做的事情，因为否则编译器将不知道泛型类型参数。

在没有任何其他约束的情况下，解决方案是使您的 Entity 类通用，并提供子类类型本身作为类型参数：

class Entity  

class Entity<T> : Entity where T : Entity<T>

    public void AddComponent<U>(U value) where U : Component<T>  


class Component<T> where T : Entity  

class Foo : Entity<Foo>  

class Bar : Entity<Bar>  

class P : Component<Foo>  

我知道这看起来很奇怪。但是你基本上是在要求一个泛型类型依赖的自引用图，而在 C# 代码中，上面就是这样的。

您可以使用类型推断调用AddComponent() 方法（因此不需要泛型参数）。如果您尝试使用错误类型的 Component<T> 对象调用它，您将收到编译器错误：

Foo foo = new Foo();
Bar bar = new Bar();
P p = new P();

foo.AddComponent(p);
bar.AddComponent(p); // CS0311

注意：我强烈建议不要隐藏班级成员。它并不会真正影响您所说的问题（即您可以完全忽略该细节），但是拥有两个具有相同名称的不同属性只是在询问错误。如果您必须使用隐藏，恕我直言，您至少应该让新属性使用隐藏属性。例如：

class Component

    public Entity Owner  get; protected set; 


class Component<T> : Component where T : Entity

    new public T Owner
    
        get  return (T)base.Owner; 
        set  base.Owner = value; 
    

您不会在编译时检查对非泛型 Component.Owner 属性的分配，但如果某些代码尝试将 Owner 属性取消引用为泛型，至少您会收到运行时错误版本，如果以及何时由于某种原因基类型分配了错误的类型。

【讨论】：

感谢您的回答，这似乎符合我想要的东西！但是，在某些情况下Foo 或Bar 被另一个类继承，考虑这两个类：A : Foo 和B : Bar（当然还有Foo : Entity<Foo> 和Bar : Entity<Bar>），在这种情况下，是不是可以创建一个只能由类 B 附加的 Component？

取决于您的确切意思。可以使基类泛型（class Foo<T> : Entity<T> where T : Entity<T>），然后可以在派生类中指定类型参数：class A : Foo<A> 和class B : Foo<B>。您甚至可以制作Foo 的非通用版本：class Foo : Foo<Foo>。以上内容应解决您最初陈述的问题。如果您想探索其他替代方案，我建议您尝试上述方法；如果你遇到麻烦，你可以随时发布一个新问题来引用这个问题。