如何在 C# 中编写一个好的奇怪的重复模板模式 (CRTP)

本文关键字：CRTP 模式 一个 | 更新日期: 2023-09-27 18:36:41

不久前，我想创建自己的数据映射器，它比普通的ORM简单得多。 在这样做的过程中，我发现需要访问基类中继承类的类型信息。 我的第一个想法是反射，但它太慢了（如果你使用反射，请查看Fasterflect，因为它"几乎"消除了反射的性能问题）。

因此，我转向了一个解决方案，后来我发现它有自己的名称：奇怪的重复模板模式。 这主要解决了我的问题，但学习如何正确实现此模式有点挑战性。 我必须解决的两个主要问题是：

1） 如何让我的使用代码与我的泛型对象一起工作，而不需要知道创建对象的泛型参数？

2） 如何在 C# 中继承静态字段？

具有挑战性的部分实际上是弄清楚问题。 一旦我意识到我需要做什么，解决这些问题就很容易了。 如果您发现自己需要 CRTP，您可能会发现自己需要回答这些问题......它们似乎是齐头并进的。

如何在 C# 中编写一个好的奇怪的重复模板模式 (CRTP)

在不知道泛型参数类型的情况下使用泛型

使用 CRTP 时，最好有一个非泛型基类（如果可能的话是抽象的，但这不太重要）你的"基"泛型类继承自。 然后，您可以在非泛型基类上创建抽象（或虚拟）函数，并允许使用代码来处理您的对象，而无需知道泛型参数。 例如：

abstract class NonGenBase
{
    public abstract void Foo();
}
class GenBase<T>: NonGenBase
{
    public override void Foo()
    {
        // Do something
    }
}

现在，使用不知道 T 应该是什么的代码仍然可以通过将对象视为基类的实例来调用对象的 Foo（） 过程。

如何解决静态字段继承问题

使用 CRTP 解决问题时，在继承类中提供对静态字段的访问通常是有益的。 问题是 C# 不允许继承类访问这些静态字段，除非通过类型名称...在这种情况下，这似乎经常违背目的。 您可能想不出我所说的一个清晰的例子，并且解释一个超出了本答案的范围，但解决方案很简单，所以只需将其存放在您的知识库中，当您发现需要它时，您会很高兴它在那里:)

class GenBase<T>: NonGenBase
{
    static object _someResource;
    protected object SomeResource { get { return _someResource; } }
}

这"模拟"静态字段的继承。 但请记住，泛型类上的静态字段的作用域并不适用于所有泛型实现。 每个泛型实现都有自己的静态字段实例。 如果你想要一个可供所有实现使用的静态字段，那么你只需要把它添加到你的非泛型基类中。

如何在 C# 中继承静态字段？

我知道你问这个问题已经很久了，但是，请注意，在 .NET 6 预览版中，您可以将static abstract成员放在界面上。 （IIRC，此功能不会在 .NET 6 的版本中出现，在 .NET 7 之前它将处于预览状态）。

因此，您可以执行以下操作：

public interface IBoundedCollection
{
    public static abstract int MaximumItemCount { get; }
}
public abstract class BaseCollection
{
    public abstract int Count { get; }
    public abstract int GetMaximumItemCount();
    public abstract BaseCollection CreateUntypedCopy();
}
public abstract class BoundedCollection<TDerived> : BaseCollection
    where TDerived : BoundedCollection<TDerived>, IBoundedCollection
{
    public override int GetMaximumItemCount() => TDerived.MaximumItemCount;

    public abstract TDerived CreateTypedCopy();
    public override BaseCollection CreateUntypedCopy() 
        => CreateTypedCopy();
}
public class LimitTenCollection : BoundedCollection<LimitTenCollection>, IBoundedCollection
{
    public static int MaximumItemCount => 10;
    public override int Count { get; }
    public override LimitTenCollection CreateTypedCopy() => new LimitTenCollection();
}

请注意以下几点：

  • 可以使用BaseCollection而不使用类型参数。 例如，可以使用 Count 、 GetMaximumItemCount() 和 CreateUntypedCopy() 。
  • BoundedCollection<TDerived>可以提供MaximumItemCount的实现，因为TDerived被限制为IBoundedCollection
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