强制类包含/使用自己的抽象类的特定实现

Question

我正在用C＃开发一个TUI库，我需要有关如何为显示对象做颜色主题的建议。 可以在屏幕上绘制的对象都从此接口继承：

public interface IDrawable
    {
        Area ScreenArea { get; }
        List<char[]> DisplayChars { get; }
        //some other properties...

    }

或者更确切地说，更具体地，对于每个绘制对象的接口实现此接口（ IWindow是IDrawable ）。 每个IDrawable都绘制在由Area结构体表示的控制台窗口的指定部分上：

public struct Area
    {
        public readonly int EndX;
        public readonly int EndY;
        public readonly int Height;
        public readonly int StartX;
        public readonly int StartY;
        public readonly int Width;

        public Area(int startX, int endX, int startY, int endY)
        {
            StartX = startX;
            EndX = endX;
            StartY = startY;
            EndY = endY;
            Height = endY - startY;
            Width = endX - startX;
        }

        /// <summary>
        /// Get the overlapping area between this area and another.
        /// </summary>
        /// <param name="refArea"></param>
        /// <returns>Overlap area relative to the upper left corner of the ref area.</returns>
        public Area OverlapWith(Area refArea)
        {
            //....
        }
    }

对象的实际绘制由静态Display类中的方法处理，该类在DisplayChars中的每个元素上调用Console.Write() 。 我希望从IDrawable继承的每个类被强制实现自己的规则，如何将其区域划分为单独的颜色区域，例如，弹出窗口可能具有用于其外边界的单独可着色区域，其标题（在它的外边界）和它的内部区域。

我一直在讨论如何做到这一点。 我需要创建一个类型ColorScheme ，以包含用什么颜色写入哪些字符的规则。 我决定最好的方法是将它作为一个抽象类，它包含一个“子区域”列表，颜色可以单独应用。

我希望每个非抽象的IDrawable都必须实现自己继承自ColorScheme的类。 例如，抽象Window : IWindow类没有这样的实现，但是PopupWindow : Window类必须具有相应类型的PopupWindowColorScheme : ColorScheme ，其中PopupWindow的作者将定义如何将类' Area拆分为单独的区域。 每个PopupWindow都有自己的这种类型的实例来包含它的特定颜色。

这可能吗？ 如果没有，是否有另一种方法可以强制IDrawable类型的作者指定将其区域分割为可着色区域的方法？

Answer 1

你不能强迫每个IDrawable拥有的唯一实现ColorScheme （例如多个不同的实现IDrawable可以使用PopupWindowColorScheme ）。 但是，您可以使用泛型类型约束来添加实现接口的其他要求，如下所示：

public interface IDrawable<TColorScheme> 
    where TColorScheme : ColorScheme
{
    Area ScreenArea { get; }
    List<char[]> DisplayChars { get; }
    //some other properties...
    TColorScheme ColorScheme { get; }
}

现在， IDrawable每个实现IDrawable需要指定要使用的ColorScheme类型。 但是，消费者可能只是实现IDrawable<ColorScheme> ，这种目的会失败（取决于您的要求）。 我们可以进一步：

public interface IDrawable<TColorScheme> 
    where TColorScheme : ColorScheme, new()
{
}

public abstract class ColorScheme {  }

这里，由于ColorScheme是抽象的，并且泛型类型约束需要提供的类型参数来实现无参数构造函数（ new() ），因此ColorScheme本身不能用作参数。 任何实现类都需要指定ColorScheme的自定义实现，它提供一个公共的无参数构造函数。

但我们可以走得更远：

public interface IDrawable { } 
public interface IDrawable<TDrawable, TColorScheme> : IDrawable
    where TDrawable : IDrawable, new()
    where TColorScheme : ColorScheme<TDrawable>, new()
{
    object ScreenArea { get; }
    List<char[]> DisplayChars { get; }
    //some other properties...
    TColorScheme ColorScheme { get; }
}

public abstract class ColorScheme<TDrawable>
    where TDrawable : IDrawable, new()
{
}

在这里，每个实施IDrawable有指定什么ColorScheme它采用每 ColorScheme也有指定什么IDrawable它适用于。 并且因为每个都需要无参数构造函数，所以它们都不能指定公共基类型。 实现这一点现在看起来有点奇怪：

public class MyDrawable : IDrawable<MyDrawable, MyColorScheme> { }

public class MyColorScheme : ColorScheme<MyDrawable> { }

仍然可以实现可重用的ColorScheme或IDrawable （例如MyOtherDrawable : MyDrawable使用MyColorScheme ）。 但是，在我看来，这开始变得相当繁琐和冗长。 在一般情况下，除非你有技术的原因，你必须使用一个类型约束，我会避免使用它，因为你会经常发现它在未来的限制太多。