如何编写在C＃中实现给定接口的通用容器类？

Question

上下文：.NET 3.5，VS2008。 我不确定这个问题的标题，所以也可以自由评论标题:-)

这是场景：我有几个类，比如Foo和Bar，它们都实现了以下接口：

public interface IStartable
{
    void Start();
    void Stop();
}

现在我想要一个容器类，它在构造函数中获取一个IEnumerable <IStartable>作为参数。 反过来，这个类也应该实现IStartable接口：

public class StartableGroup : IStartable // this is the container class
{
    private readonly IEnumerable<IStartable> startables;

    public StartableGroup(IEnumerable<IStartable> startables)
    {
        this.startables = startables;
    }

    public void Start()
    {
        foreach (var startable in startables)
        {
            startable.Start();
        }
    }

    public void Stop()
    {
        foreach (var startable in startables)
        {
            startable.Stop();
        }
    }
}

所以我的问题是：如果不手动编写代码，并且没有代码生成，我怎么能这样做呢？ 换句话说，我想要像以下一样。

var arr = new IStartable[] { new Foo(), new Bar("wow") };
var mygroup = GroupGenerator<IStartable>.Create(arr);
mygroup.Start(); // --> calls Foo's Start and Bar's Start

约束：

• 没有代码生成（也就是说，编译时没有真正的文本代码）
• 接口只有void方法， 有或没有参数

动机：

• 我有一个非常大的应用程序，有很多各种接口的插件。 手动为每个接口编写一个“组容器”类，用类“重载”项目
• 手动编写代码很容易出错
• 对IStartable接口的任何添加或签名更新都将导致“组容器”类中的（手动）更改
• 学习

我明白，我要在这里使用反射，但我宁愿用一个强有力的框架（如城堡的DynamicProxy或RunSharp ）做配线我。

有什么想法吗？

Answer 1

这不是很好，但它似乎工作：

public static class GroupGenerator
{
    public static T Create<T>(IEnumerable<T> items) where T : class
    {
        return (T)Activator.CreateInstance(Cache<T>.Type, items);
    }
    private static class Cache<T> where T : class
    {
        internal static readonly Type Type;
        static Cache()
        {
            if (!typeof(T).IsInterface)
            {
                throw new InvalidOperationException(typeof(T).Name
                    + " is not an interface");
            }
            AssemblyName an = new AssemblyName("tmp_" + typeof(T).Name);
            var asm = AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(
                an, AssemblyBuilderAccess.RunAndSave);
            string moduleName = Path.ChangeExtension(an.Name,"dll");
            var module = asm.DefineDynamicModule(moduleName, false);
            string ns = typeof(T).Namespace;
            if (!string.IsNullOrEmpty(ns)) ns += ".";
            var type = module.DefineType(ns + "grp_" + typeof(T).Name,
                TypeAttributes.Class | TypeAttributes.AnsiClass |
                TypeAttributes.Sealed | TypeAttributes.NotPublic);
            type.AddInterfaceImplementation(typeof(T));

            var fld = type.DefineField("items", typeof(IEnumerable<T>),
                FieldAttributes.Private);
            var ctor = type.DefineConstructor(MethodAttributes.Public,
                CallingConventions.HasThis, new Type[] { fld.FieldType });
            var il = ctor.GetILGenerator();
            // store the items
            il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
            il.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
            il.Emit(OpCodes.Stfld, fld);
            il.Emit(OpCodes.Ret);

            foreach (var method in typeof(T).GetMethods())
            {
                var args = method.GetParameters();
                var methodImpl = type.DefineMethod(method.Name,
                    MethodAttributes.Private | MethodAttributes.Virtual,
                    method.ReturnType,
                    Array.ConvertAll(args, arg => arg.ParameterType));
                type.DefineMethodOverride(methodImpl, method);
                il = methodImpl.GetILGenerator();
                if (method.ReturnType != typeof(void))
                {
                    il.Emit(OpCodes.Ldstr,
                        "Methods with return values are not supported");
                    il.Emit(OpCodes.Newobj, typeof(NotSupportedException)
                        .GetConstructor(new Type[] {typeof(string)}));
                    il.Emit(OpCodes.Throw);
                    continue;
                }

                // get the iterator
                var iter = il.DeclareLocal(typeof(IEnumerator<T>));
                il.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
                il.Emit(OpCodes.Ldfld, fld);
                il.EmitCall(OpCodes.Callvirt, typeof(IEnumerable<T>)
                    .GetMethod("GetEnumerator"), null);
                il.Emit(OpCodes.Stloc, iter);
                Label tryFinally = il.BeginExceptionBlock();

                // jump to "progress the iterator"
                Label loop = il.DefineLabel();
                il.Emit(OpCodes.Br_S, loop);

                // process each item (invoke the paired method)
                Label doItem = il.DefineLabel();
                il.MarkLabel(doItem);
                il.Emit(OpCodes.Ldloc, iter);
                il.EmitCall(OpCodes.Callvirt, typeof(IEnumerator<T>)
                    .GetProperty("Current").GetGetMethod(), null);
                for (int i = 0; i < args.Length; i++)
                { // load the arguments
                    switch (i)
                    {
                        case 0: il.Emit(OpCodes.Ldarg_1); break;
                        case 1: il.Emit(OpCodes.Ldarg_2); break;
                        case 2: il.Emit(OpCodes.Ldarg_3); break;
                        default:
                            il.Emit(i < 255 ? OpCodes.Ldarg_S
                                : OpCodes.Ldarg, i + 1);
                            break;
                    }
                }
                il.EmitCall(OpCodes.Callvirt, method, null);

                // progress the iterator
                il.MarkLabel(loop);
                il.Emit(OpCodes.Ldloc, iter);
                il.EmitCall(OpCodes.Callvirt, typeof(IEnumerator)
                    .GetMethod("MoveNext"), null);
                il.Emit(OpCodes.Brtrue_S, doItem);
                il.Emit(OpCodes.Leave_S, tryFinally);

                // dispose iterator
                il.BeginFinallyBlock();
                Label endFinally = il.DefineLabel();
                il.Emit(OpCodes.Ldloc, iter);
                il.Emit(OpCodes.Brfalse_S, endFinally);
                il.Emit(OpCodes.Ldloc, iter);
                il.EmitCall(OpCodes.Callvirt, typeof(IDisposable)
                    .GetMethod("Dispose"), null);
                il.MarkLabel(endFinally);
                il.EndExceptionBlock();
                il.Emit(OpCodes.Ret);
            }
            Cache<T>.Type = type.CreateType();
#if DEBUG       // for inspection purposes...
            asm.Save(moduleName);
#endif
        }
    }
}

Answer 2

它不像基于反射的解决方案那样干净，但是一个非常简单灵活的解决方案是创建一个ForAll方法，如下所示：

static void ForAll<T>(this IEnumerable<T> items, Action<T> action)
{
    foreach (T item in items)
    {
        action(item);
    }
}

并且可以像这样调用：

arr.ForAll(x => x.Start());

Answer 3

Automapper是一个很好的解决方案。 它依赖于下面的LinFu来创建一个实现接口的实例，但是它会处理一些水合作用，并在一些流畅的api下进行混合。 LinFu作者声称它实际上比Castle的Proxy更轻巧，更快。

Answer 4

您可以继承List<T>或其他一些集合类，并使用where泛型类型约束将T类型限制为仅IStartable类。

class StartableList<T> : List<T>, IStartable where T : IStartable
{
    public StartableList(IEnumerable<T> arr)
        : base(arr)
    {
    }

    public void Start()
    {
        foreach (IStartable s in this)
        {
            s.Start();
        }
    }

    public void Stop()
    {
        foreach (IStartable s in this)
        {
            s.Stop();
        }
    }
}

如果你不希望它是一个需要类型参数的泛型类，你也可以像这样声明这个类。

public class StartableList : List<IStartable>, IStartable
{ ... }

您的示例使用代码将如下所示：

var arr = new IStartable[] { new Foo(), new Bar("wow") };
var mygroup = new StartableList<IStartable>(arr);
mygroup.Start(); // --> calls Foo's Start and Bar's Start

Answer 5

您可以等待C＃4.0并使用动态绑定。

这是个好主意 - 我必须多次为IDisposable实现这个功能; 当我想要处理许多事情的时候。 但要记住的一件事是如何处理错误。 它应该记录并继续启动其他人等等......你需要一些选择来给这个课程。

我不熟悉DynamicProxy以及它如何在这里使用。

Answer 6

您可以使用“List”类及其方法“ForEach”。

var startables = new List<IStartable>( array_of_startables );
startables.ForEach( t => t.Start(); }

Answer 7

如果我理解正确，您要求实施“GroupGenerator”。

没有任何CastleProxy的实际经验，我的建议是使用GetMethods（）来获取界面中列出的初始方法，然后使用Reflection.Emit动态创建一个新类型，新方法枚举对象并调用每个对应的方法。 表现应该不会太糟糕。