C＃泛型：通配符

Question

我是c＃世界的新手，我正试图围绕仿制药。 这是我目前的问题：

public Interface IAnimal{
  string getType();
}

public Interface IAnimalGroomer<T> where T:IAnimal{
  void groom(T);
}

现在我想要一本包含这些动物美容师的字典。 我怎么做？ 在java中，我可以这样做：

HashMap<String,IAnimalGroomer<?>> groomers = new HashMap<>();

编辑：这是我正在尝试做的一个例子：

public class  Dog : IAnimal
{
    public string GetType()
    {
        return "DOG";
    }

    public void ClipNails() { }
}

public class DogGroomer : IAnimalGroomer<Dog>
{
    public void Groom(Dog dog)
    {
        dog.ClipNails();
    }
}

public class Program
{
    private List<IAnimalGroomer<IAnimal>> groomers = new List<IAnimalGroomer<IAnimal>>();

    public void doSomething()
    {
       //THIS DOESN"T COMPILE!!!!
        groomers.Add(new DogGroomer());
    }
}

编辑我认为我的意图在原帖中不明确。 我的最终目标是制作一个使用不同类型的IAnimalGroomers的AnimalGroomerClinic。 然后动物主人可以在诊所放下动物，诊所可以决定哪个美容师应该照顾动物：

public class AnimalGroomerClinic
{
    public Dictionary<String, IAnimalGroomer> animalGroomers = new Dictionary<String,IAnimalGroomer>();

    public void employGroomer(IAnimalGroomer groomer){
       animalGroomers.add(groomer.getAnimalType(), groomer);
    }
    public void Groom(IAnimal animal){
      animalGroomers[animal.getAnimalType()].Groom(animal);
    }
}

我意识到我可以在不使用泛型的情况下做到这一点。 但是泛型允许我以这样的方式编写IAnimalGroomer接口，使其（在编译时）绑定到IAnimal的特定实例。 此外， IAnimalGroomer具体类不需要一直投射它们的IAnimals ，因为泛型会迫使实现处理一种特定类型的动物。 我以前在Java中使用过这个习惯用法，我只是想知道是否有类似的方法在C＃中编写它。

编辑2：很多有趣的讨论。 我接受了一个答案，指出我在评论中动态调度。

Answer 1

你想要的是调用站点协方差 ，这不是C＃支持的功能。 C＃4及以上版本支持通用差异，但不支持呼叫站点差异。

但是，这对你没有帮助。 你想要将狗美容师列入动物美容师列表中，但这在C＃中无效。 狗美容师不能用于需要动物美容师的任何环境中，因为狗美容师只能训犬，但动物美容师也可以训练猫。 也就是说，当无法以协变方式安全使用时，您希望接口是协变的。

然而，您的IAnimalGroomer<T>界面可能是逆变的 ：动物美容师可以在需要狗美容师的环境中使用，因为动物美容师可以训练狗。 如果你做IAnimalGroomer<T>逆变通过增加in以声明T ，那么你可以把一个IAnimalGroomer<IAnimal>成IList<IAnimalGroomer<Dog>> 。

有关更实际的示例，请考虑IEnumerable<T> vs IComparer<T> 。 一系列狗可以用作动物序列; IEnumerable<T>是协变的 。 但是一系列动物可能不会被用作一系列的狗; 那里可能有一只老虎。

相比之下，比较动物的比较者可以用作狗的比较者; IComparer<T>是逆变的 。 但是狗的比较可能不会被用来比较动物; 有人可以试着比较两只猫。

如果仍然不清楚，请先阅读常见问题解答：

http://blogs.msdn.com/b/csharpfaq/archive/2010/02/16/covariance-and-contravariance-faq.aspx

然后回来问你有更多的问题。

Answer 2

有两个接口， IEnumerable和IEnumerable<T> ，它们与你想要完成的接近。 所以你可以有一个字典，比如Dictionary<string,IEnumerable> ，它可以包含IEnumerable<int> ， IEnumerable<string> IAnimalGroomer<T> 。这里的技巧是从IAnimalGroomer派生IAnimalGroomer<T> ，这是一个非通用的接口。

编辑：

例如，根据您的请求，在创建名为IAnimalGroomer的接口后：

public interface IAnimalGroomer{
}

，如果您更改以下行：

public interface IAnimalGroomer<T> where T:IAnimal{

至

public interface IAnimalGroomer<T> : IAnimalGroomer where T:IAnimal{

以及读取的行：

private List<IAnimalGroomer<IAnimal>> groomers = new List<IAnimalGroomer<IAnimal>>();

至

private List<IAnimalGroomer> groomers=new List<IAnimalGroomer>();

你的代码应该编译和工作。

Answer 3

我知道这是Lipperted，但我还是想回答。 列表是一个红色的鲱鱼，你使用它并不重要。

这不起作用的原因是因为IAnimalGroomer<T>本身不是协变的，并且由于IAnimalGroomer<T> groom(T)方法，它不能被明确地变成协变 。 在一般情况下将IA<Derived>为IA<Base>是非法的，或者换句话说，通用接口默认情况下不协变。 List<T>.Add方法触发从DogGroomer （ IAnimalGroomer<Dog> ）到IAnimalGroomer<IAnimal> ，但是例如，这仍然不起作用：

IAnimalGroomer<Dog> doggroomer = new DogGroomer(); // fine
IAnimalGroomer<IAnimal> animalgroomer = doggroomer; // invalid cast, you can explicitly cast it
                                      // in which case it fails at run time

如果这有效（所以如果IAnimalGroomer<T>是协变的），你实际上也可以在你的列表中添加DogGroomer ，尽管List<T>不是协变的！ 这就是我说清单是红鲱鱼的原因。

通用接口协方差不是默认值的原因是因为类型安全。 我在您的代码中添加了Cat/CatGroomer类， Cat/CatGroomer类与狗的代码基本相同。 查看主要功能及其中的注释。

public interface IAnimal
{
    string getType();
}

public interface IAnimalGroomer<T> where T:IAnimal
{
    void groom(T t);
}

public class  Dog : IAnimal
{
    public string getType() { return "DOG"; }

    public void clipNails() { }
}

public class DogGroomer : IAnimalGroomer<Dog>
{
    public void groom(Dog dog)
    {
        dog.clipNails();
    }
}

public class Cat : IAnimal
{
    public string getType() { return "CAT"; }

    public void clipNails() { }
}

public class CatGroomer : IAnimalGroomer<Cat>
{
    public void groom(Cat cat)
    {
        cat.clipNails();
    }
}

public class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // this is fine.
        IAnimalGroomer<Dog> doggroomer = new DogGroomer();
        // this is an invalid cast, but let's imagine we allow it! 
        IAnimalGroomer<IAnimal> animalgroomer = doggroomer;
        // compile time, groom parameter must be IAnimal, so the following is legal, as Cat is IAnimal
        // but at run time, the groom method the object has is groom(Dog dog) and we're passing a cat! we lost compile-time type-safety.
        animalgroomer.groom(new Cat());                                  
    }
}

没有使用序列，但如果合法，代码仍会破坏类型安全性。

可以允许这种类型的强制转换，但由它引起的错误将在运行时发生，我认为这是不可取的。

如果将类型参数T标记为“out”，则可以将A<Derived>转换为A<Base> 。 但是，您不能再使用T作为参数的方法。 但它消除了试图将猫推入狗的问题。

IEnumerable<T>是协变接口的一个例子 - 它没有 f(T)方法，所以问题不会发生，这与你的groom(T) method 。

Answer 4

根据我的理解，在这种情况下，您不能将类型约束放在参数中。 这意味着您可能需要进行装箱和拆箱。 您可能需要使用普通接口。

public interface IAnimal{
  string GetType();
}

public interface IAnimalGroomer{
  void Groom(IAnimal dog);
}

public class Dog : IAnimal
{
    public string GetType()
    {
        return "DOG";
    }

    public void ClipNails()
    {

    }
}

public class DogGroomer : IAnimalGroomer
{
    public void Groom(IAnimal dog)
    {
        if (dog is Dog)
        {
            (dog as Dog).ClipNails();
        }
        else {
             // something you want handle.
        }
    }
}




public class Program
{
    private List<IAnimalGroomer> groomers = new List<IAnimalGroomer>();

    public void doSomething()
    {
        groomers.Add(new DogGroomer());
    }
}

或者您可能需要另外一个技术设计来解决您的问题

Answer 5

这是一些有效的代码。 我添加了一些类并将AnimalGroomer切换为抽象类而不是接口：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var dict = new Dictionary<string, IGroomer>();
        dict.Add("Dog", new DogGroomer());

        // use it 
        IAnimal fido = new Dog();
        IGroomer sample = dict["Dog"];
        sample.Groom(fido);


        Console.WriteLine("Done");
        Console.ReadLine();
    }
}

// actual implementation
public class Dog : IAnimal { }

public class DogGroomer : AnimalGroomer<Dog>
{
    public override void Groom(Dog beast)
    {
        Console.WriteLine("Shave the beast");
    }
}

public interface IAnimal {

}

public interface IGroomer
{
    void Groom(object it);
}

public abstract class AnimalGroomer<T> : IGroomer where T : class, IAnimal
{
  public abstract void Groom(T beast);

  public void Groom(object it)
  {
      if (it is T)
      {
          this.Groom(it as T);
          return;
      }
      throw new ArgumentException("The argument is not a " + typeof(T).GetType().Name);
  }
}

如果有任何问题，请告诉我

Answer 6

正如布莱恩在上面的评论中指出的那样，也许dynamic是走到这里的方式。

请查看以下代码。 您可以获得泛型的好处，以便很好地控制API，并使用dynamic来使事情有效 。

public interface IAnimal
{
}

public class Dog : IAnimal
{
}

public class Cat : IAnimal
{
}

public class BigBadWolf : IAnimal
{
}

//I changed `IAnimalGroomer` to an abstract class so you don't have to implement the `AnimalType` property all the time.
public abstract class AnimalGroomer<T> where T:IAnimal
{
    public Type AnimalType { get { return typeof(T); } }
    public abstract void Groom(T animal);
}

public class CatGroomer : AnimalGroomer<Cat>
{
    public override void Groom(Cat animal)
    {
        Console.WriteLine("{0} groomed by {1}", animal.GetType(), this.GetType());
    }
}

public class DogGroomer : AnimalGroomer<Dog>
{
    public override void Groom(Dog animal)
    {
        Console.WriteLine("{0} groomed by {1}", animal.GetType(), this.GetType());
    }
}

public class AnimalClinic
{
    private Dictionary<Type, dynamic> groomers = new Dictionary<Type, dynamic>();

    public void EmployGroomer<T>(AnimalGroomer<T> groomer) where T:IAnimal
    {
        groomers.Add(groomer.AnimalType, groomer);
    }

    public void Groom(IAnimal animal)
    {       
        dynamic groomer;
        groomers.TryGetValue(animal.GetType(), out groomer);

        if (groomer != null)
            groomer.Groom((dynamic)animal);
        else
            Console.WriteLine("Sorry, no groomer available for your {0}", animal.GetType());
    }
}

现在你可以这样做：

var animalClinic = new AnimalClinic();
animalClinic.EmployGroomer(new DogGroomer());
animalClinic.EmployGroomer(new CatGroomer());
animalClinic.Groom(new Dog());
animalClinic.Groom(new Cat());
animalClinic.Groom(new BigBadWolf());

我不确定这是不是你想要的。 希望能帮助到你！

Answer 7

关键是在幕后使用非通用接口来限制类型，但只暴露通用版本。

void Main()
{
    var clinic = new AnimalClinic();

    clinic.Add(new CatGroomer());
    clinic.Add(new DogGroomer());
    clinic.Add(new MeanDogGroomer());    

    clinic.Groom(new Cat()); //Purr
    clinic.Groom(new Dog()); //Woof , Grrr!
}

public interface IAnimal {}
public interface IGroomer {}

public class Dog : IAnimal
{    
    public string Woof => "Woof";
    public string Growl => "Grrr!";        
}

public class Cat : IAnimal
{
    public string Purr => "Purr";        
}

public interface IGroomer<T> : IGroomer where T : IAnimal
{
    void Groom(T animal);
}

public class DogGroomer : IGroomer<Dog>    
{
    public void Groom(Dog dog) => Console.WriteLine(dog.Woof);      
}

public class MeanDogGroomer : IGroomer<Dog>    
{
    public void Groom(Dog dog) => Console.WriteLine(dog.Growl);     
}

public class CatGroomer : IGroomer<Cat>
{     
    public void Groom(Cat cat) => Console.WriteLine(cat.Purr);
}

public class AnimalClinic
{
    private TypedLookup<IGroomer> _groomers = new TypedLookup<IGroomer>();

    public void Add<T>(IGroomer<T> groomer) where T : IAnimal 
      => _groomers.Add<T>(groomer);

    public void Groom<T>(T animal) where T : IAnimal 
      => _groomers.OfType<T, IGroomer<T>>().ToList().ForEach(g => g.Groom(animal));    
}

public class TypedLookup<T> : Dictionary<Type, IList<T>>
{
    public void Add<TType>(T item) 
    {   
        IList<T> list;
        if(TryGetValue(typeof(TType), out list))
            list.Add(item); 
        else
            this[typeof(TType)] = new List<T>{item};
    }

    public IEnumerable<TRet> OfType<TType, TRet>() => this[typeof(TType)].Cast<TRet>();
    public TRet First<TType, TRet>() => this[typeof(TType)].Cast<TRet>().First();
}

Answer 8

我不习惯使用dynamic ，因为它有运行时成本。

一个更简单的解决方案是使用Dictionary<string, object> ，您可以在其中安全地存储任何IAnimalGroomer<T> 。

public class AnimalGroomerClinic {
    public Dictionary<string, object> animalGroomers = new Dictionary<string, object>();

    public void employGroomer<T>(IAnimalGroomer<T> groomer) where T : IAnimal {
        animalGroomers.Add(groomer.getAnimalType(), groomer);
    }
    public void Groom<T>(T animal) where T : IAnimal {
        // Could also check here if the 'as' operator returned null,
        // which might happen if you don't have the specific groomer
        (animalGroomers[animal.getAnimalType()] as IAnimalGroomer<T>).groom(animal);
    }
}

现在，这需要一个演员，你可能会说这是不安全的。 但是你知道由于封装它是安全的。 如果将IAnimalGroomer<Dog>放入键“dog”下的hashmap中。 并使用键“dog”再次请求它，你知道它仍然是一个IAnimalGroomer<Dog> 。

就像java等价：

class AnimalGroomerClinic {
    public Map<String, Object> animalGroomers = new HashMap<>();

    public <T extends IAnimal> void employGroomer(IAnimalGroomer<T> groomer) {
        animalGroomers.put(groomer.getAnimalType(), groomer);
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public <T extends IAnimal> void Groom(T animal) {
        ((IAnimalGroomer<T>) animalGroomers.get(animal.getAnimalType())).groom(animal);
    }
}

仍然需要未经检查的强制转换（即使您将Object更改为IAnimalGroomer<?> ）。 关键是你相信你的封装足以做一个未经检查的演员。

在类型安全方面，它并没有真正添加IAnimalGroomer<?>而不是Object 。 因为你的封装已经确保了更多。

---

为了便于阅读，可以通过让IAnimalGroomer<T>实现存根接口来指示地图所拥有的对象类型：

public interface IAnimalGroomerSuper { 
    // A stub interface
}

public interface IAnimalGroomer<T> : IAnimalGroomerSuper where T : IAnimal {...}

然后字典可能是：

public Dictionary<string, IAnimalGroomerSuper> animalGroomers = ...;