c# - 如何将一个类（派生自通用“基”类）转换为该通用“基”类

Question

我创建了一个基类（“Element”）和一个基列表类（“Elements”）作为泛型类。通用列表类应该只能包含从“元素”派生的“元素”类型的类。“Element”类应该拥有一个“ParentRoot”属性，它应该包含基列表类（“Elements”）！

public class Element
{
    public Elements<Element> ParentRoot { get; set; }
}

public class Elements<T> : List<T> where T : Element
{
}

现在我创建了两个类和两个列表类，它们是从上面的类派生的。但我无法设置“ParentRoot”属性：

public class Ceiling : Element
{
    public Ceiling(Ceilings parent)
    {
        Parent = parent;
        ParentRoot = parent;
    }

    public Ceilings Parent { get; set; }
}

public class Ceilings : Elements<Ceiling>
{
}

public class Wall : Element
{
    public Wall(Walls parent)
    {
        Parent = parent;
        ParentRoot = parent;
    }

    public Walls Parent { get; set; }
}

public class Walls : Elements<Wall>
{
}

我在以下位置遇到两个错误：

ParentRoot = parent;

无法将“天花板”类型隐式转换为“元素” 无法将“墙”类型隐式转换为“元素”

这个问题有解决方案吗？

谢谢你的帮助！

编辑：

好的，我必须更具体一点。我稍微扩展了代码：

public class Room
{
    public Room(Rooms parent)
    {
        Parent = parent;
    }

    public Rooms Parent { get; set; }
}

public class Rooms : List<Room>
{

}

public class Element
{
    public Elements<Element> ParentRoot { get; set; }

    public Rooms FindRoomsToElement()
    {
        Rooms rooms = new Rooms();

        foreach (Room room in ParentRoot.Parent.Parent)
        {
            // Do stuff here

            // if i rename the "ParentRoot" property to "Parent" and make it "virtual",
            // and the other properties overwrite it with the "new" key, then this will
            // get a null exception!
            // i haven't testet it, but i think abstrakt will bring the same/similar result

            // if i make the "ParentRoot" property IEnumerable, then there will no
            // ParentRoot.Parent be available
        }

        return rooms;
    }
}

public class Elements<T> : List<T> where T : Element
{
    public Elements(Room parent)
    {
        Parent = parent;
    }

    public Room Parent { get; set; }
}



public class Ceiling : Element
{
    public Ceiling(Ceilings parent)
    {
        Parent = parent;
        //ParentRoot = parent;
    }

    public Ceilings Parent { get; set; }
}

public class Ceilings : Elements<Ceiling>
{
    public Ceilings(Room parent) : base(parent)
    {
    }
}

public class Wall : Element
{
    public Wall(Walls parent)
    {
        Parent = parent;
        //ParentRoot = parent;
    }

    public Walls Parent { get; set; }
}

public class Walls : Elements<Wall>
{
    public Walls(Room parent) : base(parent)
    {
    }
}

我希望这使它更精确。

Answer 1

不允许您这样做，因为如果可以，您可能会将错误类型的元素放入List.

 Elements<Ceilings> ceilings = someCeilings;
 Elements<Element> parentRoot = ceilings; // Not allowed; imagine it is though.
 Wall wall = someWall;
 parentRoot.Add(wall); // Oops - we just added a wall to someCeilings!

如果您可以将墙壁和/或天花板视为一个序列，则可以IEnumerable<Element>改为使用（因为IEnumerable<T>它是“协变的”）：

IEnumerable<Element> parentRoot = ceilings; // OK

这没关系，因为IEnumerable<Element>无法修改原始集合。

Answer 2

问题是，给定 aGeneric<T>和 a Child : Base，类型Generic<Base>不是 的基数Generic<Child>。泛型不是其具体实现的基类——它们是可以从中创建具体实现的模板，而具体实现彼此之间没有层次关系。请考虑以下代码段以了解为什么会这样：

var bananas = List<Banana>();
var fruits = (List<Fruit>)bananas; // If this was valid
fruits.Add(new Orange()); // Then this would be valid
// So we'd have an Orange to a list of runtime type List<Banana>

因此，您的Elements<Element>，这是Generic<Base>我上面描述的情况，不能作为其他人的基础。您的CeilingsandWalls既不能隐式也不能显式转换为Elements<Element>.

一种可能的解决方法是创建ParentRoot一个虚拟或更好的抽象属性（如果Element可以是抽象的）并在每个子类中覆盖它Element以手动将Parent属性转换为Elements<Element>类型。

例如，您可以像这样更改基础和泛型：

public abstract class Element
{
    public abstract Elements<Element> ParentRoot { get; }
}

public class Elements<T> : List<T> where T : Element
{
    public Elements<T>() : base()
    {
    }
    public Elements<T>(ICollection<T> collection) : base(collection)
    {
    }
}

然后，对于每个子类，执行以下操作：

public class Wall : Element
{
    public Wall(Walls parent)
    {
        Parent = parent;
    }

    public Walls Parent { get; set; }
    public override Elements<Element> ParentRoot
    {
        get
        {
            return new Elements<Element>(Parent);
        }
    }
}

当然，对返回的对象的修改ParentRoot不会影响Parent. 但这在语义上是可以的，因为（正如我用香蕉和橙子所描述的那样），您不希望仅仅因为在代码中的某个点看起来 像a 就意外地将 a 添加Ceiling到 a中。WallsElements<Element>

Answer 3

而不是这个：

Parent = parent;
ParentRoot = parent;

尝试这个

Parent = parent;
ParentRoot = new Elements<Element>();
ParentRoot.AddRange(parent);

Answer 4

我的回答是基于查看您的代码并认为您正在尝试使用 n 个元素构建一个房间。使用组合“has-a”或“is-part-of”以及自由采用工厂模式，我认为您可以实现这一点.在我的代码中，我基于一个“房间”“有”元素，如果你认为“元素”“是一个”“房间”？...所以元素是房间的一部分，而你的案例中的那些元素是天花板和墙壁，现在墙壁“is-a”元素和天花板“is-a”房间元素，然后自然我从元素中派生出这些元素，但在房间中为元素保留“参考”。关于有一个房间列表，我嵌套了一个私人上课，因为没有必要（在我看来）墙壁或天花板可以进入可用的房间，所以在房间课上你做所有的工作。在房间类中，我使用适当的方法派生了接口 IRoomBuilder，未注释的是您应该使用的那些，例如用于创建具有某些规格的墙并添加到房间，注释的仅用于示例目的。我放置了一些用户端代码供你测试。

    public interface IRooms
    {
        List<Room> AvailableRooms();
    }

    public interface IRoomBuilder
    {
        //void MakeWall();
        //void MakeWalls(int NumWalls);
        //void MakeCeiling();
        //void MakeCeilings(int NumCeilings);
        void MakeElement(Element el);
        void MakeElements(List<Element> elmts);
    }

    public class Room:IRoomBuilder
    {
        private List<Element> roomelements;
        private readonly Rooms ShowRooms;

        public List<Element> RoomElements
        {
            get { return roomelements; }
            set { RoomElements.AddRange(value); }
        }

        public Room()
        {
            roomelements = new List<Element>();
            ShowRooms = new Rooms();
        }

        public void MakeElement(Element el)
        {
            RoomElements.Add(el);
        }

        public void MakeElements(List<Element> elmts)
        {
            RoomElements.AddRange(elmts);
        }

        //public void MakeWall()
        //{

        //    RoomElements.Add(Element.MakeElement(typeof(Wall).Name));
        //}

        //public void MakeWalls(int NumWalls)
        //{
        //    for (int i = 0; i < NumWalls; i++)
        //    {
        //        RoomElements.Add(Element.MakeElement(typeof(Wall).Name));
        //    }
        //}

        //public void MakeCeiling()
        //{
        //    RoomElements.Add(Element.MakeElement(typeof(Ceiling).Name));
        //}

        //public void MakeCeilings(int NumCeilings)
        //{
        //    for (int i = 0; i < NumCeilings; i++)
        //    {
        //        RoomElements.Add(Element.MakeElement(typeof(Ceiling).Name));
        //    };
        //}

        public void AddRoom()
        {
            ShowRooms.Add(this);
        }

        public List<Room> GetAllRooms()
        {
            IRooms r = (IRooms)ShowRooms;
            return r.AvailableRooms();
        }

        public override string ToString()
        {
            return "I am a room with " + RoomElements.Count.ToString() + " Elements";
        }

        private class Rooms : List<Room>,IRooms
        {  
            List<Room> IRooms.AvailableRooms()
            {
                return this;
            }
        }
    }

    public abstract class Element
    {
        //this method is used for the commented methods
        public static Element MakeElement(string name)
        {
            if (name == typeof(Ceiling).Name)
                return new Ceiling() as Element;
            else if (name == typeof(Wall).Name)
                return new Wall() as Element;
            else
                throw new ArgumentException("Parameter not valid");
        }
    }

    public class Ceiling : Element
    {
        //your implementation.

        public override string ToString()
        {
            return "I am a ceiling";
        }
    }

    public class Wall : Element
    {
        //your implementation.

        public override string ToString()
        {
            return "I am a wall!";
        }
    }

客户端代码示例：

            Wall w = new Wall();
            Ceiling c = new Ceiling();
            Room r = new Room();
            r.MakeElement(w);
            r.MakeElement(c);
            List<Element> NewElements = new List<Element>{ new Wall(), new Ceiling() };
            r.MakeElements(NewElements);
            //r.MakeWalls(5);
            //r.MakeCeilings(6);
            r.AddRoom();
            foreach (Room room in r.GetAllRooms())
            {
                MessageBox.Show(room.ToString());
                foreach (Element el in room.RoomElements)
                {
                    MessageBox.Show(el.ToString());
                }
            }

希望这可以帮助。