通过一种方法实例化各种继承的类，无需反射

本文关键字：继承 反射 实例化 方法 一种 | 更新日期: 2023-09-27 18:35:33

在我正在从事的一个项目中，我有一组块构成了一个基于3D体素的环境（如Minecraft）。这些世界存储在外部数据文件中。

此文件包含以下各项的数据：每个块，它的位置，及其类型。

调用 LoadLevel 方法时，我希望它遍历文件中每个块的数据，为每个块创建一个 Block 对象的新实例。传递位置之类的东西是没有问题的。就像

CreateBlock(Vector3 position)

问题出在类型上。所有类型都是子类（想想抽象块，然后是继承抽象块属性的子类型，如 GrassBlock 或 WaterBlock。假设有一个像"GrassBlock"这样的子类，而不是一个泛型块，我如何通过该方法让它做到这一点？我知道的唯一方法是通过反思，我被建议远离反思。我可以通过泛型类型或其他方式做到这一点吗？

这似乎是游戏设计中一个如此重要的问题，但我问过的人似乎都不知道。有什么帮助吗？

通过一种方法实例化各种继承的类，无需反射

泛

型类型仍然需要反射。

首先：您正在寻找的是工厂模式。它为您创建对象，而不必在任何地方明确自己执行此操作。

基本上有两种选择：

  • 反射

这确实具有与之相关的性能影响，但如果您尚未确定它是一个问题，请不要忽略它。它将是可读的和维护的。

  • 开关

对每个选项进行硬编码，并根据您传入的某种元数据创建一个新实例（将标识每个块的类型）。这样做的好处是不使用反射，因此不会造成性能损失，但它的可扩展性也会降低，如果你有 500 个不同的块，你可以猜测你的代码会是什么样子。

当然，您可以在没有任何反射的情况下创建对象。简单地为每个类分配整数索引：

Func<Vector3, Block>[] factories =
{
    (v) => new GrassBlock(v),    // index 0
    (v) => new WaterBlock(v),    // index 1
    . . .
}

将此索引保存在外部数据中。在反序列化时读取 Vector3 v并索引i，然后调用 var block = factories[i](v);

如果没有反射，您可以使用工厂方法，带有switch .假设BlockType是一个枚举。

public static Block CreateBlock(BlockType type, Vector3 position)
{
    switch (BlockType type)
    {
    case BlockType.Grass:
        return new GrassBlock(position);
    case BlockType.Water:
        return new WaterBlock(position);
    default:
        throw new InvalidOperationException();
    }
}

但是为了拥有更易于维护的东西，你仍然可以使用反射，直到它被证明是一个瓶颈。在这种情况下，您可以切换到运行时代码生成。

private static readonly Dictionary<Type, Func<Vector3, Block>> _activators = new Dictionary<Type, Func<Vector3, Block>>();
public static Block CreateBlock(Type blockType, Vector3 position)
{
    Func<Vector3, Block> factory;
    if (!_activators.TryGetValue(blockType, out factory))
    {
        if (!typeof(Block).IsAssignableFrom(blockType))
            throw new ArgumentException();
        var posParam = Expression.Parameter(typeof(Vector3));
        factory = Expression.Lambda<Func<Vector3, Block>>(
            Expression.New(
                blockType.GetConstructor(new[] { typeof(Vector3) }),
                new[] { posParam }
            ),
            posParam
        ).Compile();
        _activators.Add(blockType, factory);
    }
    return factory(position);
}

此代码将在运行时生成工厂函数，这是第一次请求给定类型的块时。如果需要，您可以使用 ConcurrentDictionary 使此函数线程安全。

但对于您的目的来说，这可能有点矫枉过正;)

你为什么要避免反思？如果您只能在启动时执行此代码（听起来如果您正在读取文件，则可以执行），那么我个人在使用反射方面没有太大问题。

另一种方法是存储完全限定的类型名称（例如 My.System.Blocks.GrassBlock）并加载该类型。 

var typeName = readStringTypeFromFile(file);
Block type = Activator.CreateInstance(typeName, location);

正如我所说，在启动时运行这样的东西对我来说很好，如果需要，您可以测试它的性能。

快速而肮脏的小提琴：https://dotnetfiddle.net/BDmlyi

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