在 C# 中使用泛型的相互依赖的接口

Question

如果让您感到困惑，我深表歉意。

我有这两个主要界面。首先是ISensor接口：

public interface ISensor<TReading>
    where TReading : ISensorReading<ISensor<TReading>>
{
    event SensorReadingCompletedEH<ISensor<TReading>, TReading> ReadCompleted;
    TReading Read();
}

还有第二个接口：ISensorReading:

public interface ISensorReading<TSensor>
    where TSensor : ISensor<ISensorReading<TSensor>>
{
    TSensor Sensor { get; }
}

会导致如下错误：

ISensor 类型必须可转换为
ISensor>> 以便将其用作泛型类型或方法中的参数 TSensor ISensorReading

和

类型 ISensorReading 必须可转换为
ISensorReading>> 才能将其用作泛型类型或方法 ISensor 中的参数 TReading

我担心这是由于编译时无法解决的循环引用；但是我想确保派生类型如 TelemetricSensor 的一致性：ISensor<TelemetricReading> 和 遥测阅读：ISensorReading<TelemetricSensor>

我应该使用哪些其他方法来实现简单的强制转换和类型安全？

我正在使用 .NET 2.0 和 VS2005

Answer 1

你是对的——你不能以这种方式使用泛型类型约束来定义它们，因为它会导致无限嵌套。

你可以做的是有一个具体的实现，例如：

public interface ITelemetricSensorReading : ISensorReading

然后约束传感器强制执行：

public interface ITelemetricSensor<TReading> : ISensor<TReading> where TReading : ITelemetricSensorReading

Answer 2

说，你定义了你的两种类型：

    class AReading : ISensorReading<ASensor> { }
    class ASensor : ISensor<AReading> { }

现在，声明 ISensorReading<ASensor> 是非法的，因为 ASensor 没有实现 ISensor<ISensorReading<ASensor>>。相反，它实现了ISensor<Areading>，这是不同的。

请参阅，在 .NET 中，声明 A : B 通常并不暗示声明 I<A> : I<B>。如果你仔细想想，这不一定是真的——取决于I的性质。

您要查找的特征称为“协方差”和“逆变”。这是 C# 的另一个特性，您可以在其中告诉编译器，对于您的特定接口 I，上述含义实际上确实成立（协方差），或者相反的含义 I<B> : I<A> 成立（逆变）。

您使用out 关键字实现的第一个：

    interface I<out T> { ... }

第二个 - 使用 in 关键字：

    interface I<in T> { ... }

然而，不幸的是，泛型类型参数中的协变和逆变只在 C# 4.0 中引入，所以你在这里不走运。

您可以升级到 C# 4.0（这是我强烈推荐的），或者您可以依靠您的单元测试来确保所有类型保持一致。

Answer 3

感谢大家的回答。

最后，这是我为该问题选择的解决方案。希望有用。如果您有 cmets 或知道在不更改框架的情况下改进它的方法，请告诉我。

首先，我创建了一个要求最低的 ISensor 接口。之后我定义了一个新的 ISensor 通用接口如下：

public delegate void SensorErrorEventHandler<TSensor>(TSensor sensor, ISensorError error)
    where TSensor : ISensor;

public delegate void SensorReadingCompletedEventHandler<TSensor, TReading>(TSensor sensor, TReading[] read)
    where TSensor : ISensor
    where TReading : ISensorReading<TSensor>;

public interface ISensor : IDisposable
{
    bool IsOpen { get; }
    bool Started { get; }
    void Connect();
    void Disconnect();
    void Start();
    void Stop();
}

public interface ISensor<TSensor, TReading> : ISensor
    where TSensor : ISensor
    where TReading : ISensorReading<TSensor>
{
    TReading[] LastReadings { get; }
    event SensorErrorEventHandler<TSensor> Error;
    event SensorReadingCompletedEventHandler<TSensor, TReading> ReadCompleted;
    bool Read(out TReading[] readings);
}

public interface ISensorReading<TSensor> where TSensor : ISensor
{
    TSensor Sensor { get; }
    bool Mistaken { get; }
}

定义了这些接口并遵循相同的结构，我能够进行第一个实现：具有对应 ITelemetricReading 的 TelemetricSensor 类

public delegate void TelemetricSensorThresholdExceededEventHandler<TSensor>(TSensor sensor)
    where TSensor : ITelemetricSensor;

public interface ITelemetricSensor : ISensor
{
    /* Properties, events and methods */
}

public interface ITelemetricReading : ISensorReading<ITelemetricSensor>
{
    /* Properties, events and methods */
}

public abstract class TelemetricSensor<TSensor, TReading> : ITelemetricSensor, ISensor<TSensor, TReading>
    where TSensor : ITelemetricSensor
    where TReading : ITelemetricReading, ISensorReading<TSensor>
{
    public abstract TReading[] LastReadings { get; }
    public event SensorErrorEventHandler<TSensor> Error;
    public event SensorReadingCompletedEventHandler<TSensor, TReading> ReadCompleted;

    public abstract bool Read(out TReading[] readings);
}

TelemetricSensor 抽象类的 TReading 很有趣。它被定义为

TReading : ITelemetricReading, ISensorReading<TSensor>

这可能看起来是多余的，因为 ITelemetricReading 继承自 ISensorReading，但需要编译代码并满足两者的要求

TReading[] LastReadings { get; }

财产和

bool Read(out TReading[] readings);

方法。最后，为了跳过繁琐的转换（可能还有一些错误），可以对 Read(...) 进行多次重载，以便每个都提供正确转换的数据并满足所有接口实现。