没有访客模式的动态调度

Question

问题

我正在使用一个已经存在的库，我无权访问其源代码。这个库代表一个 AST。

我想复制此 AST 的一部分，但在此过程中重命名对变量的引用。由于可以有一个AssignCommand-Object，它包含一个Expression-object，我希望能够用它自己的函数复制每个对象，这样我就可以递归地调用它们。但是，由于我无权访问该库的代码，因此无法添加诸如CopyAndRename(string prefix) 之类的方法。

因此，我的方法是创建一个带有多个重载的函数Rename。因此，我的家庭功能如下：

public static Command Rename(Command cmd, string prefix)
public static AssignCommand Rename(AssignCommand cmd, string prefix)
public static AdditionExpressionRename(AdditionExpression expr, string prefix)
....

函数现在由List<Command> 组成，其中AssignCommand 是Command 的子类。我假设我可以将Command 传递给Rename 函数，运行时会找到最具体的函数。但是，情况并非如此，所有命令都传递给Command Rename(Command cmd, string prefix)。为什么会这样？有没有办法在不使用丑陋的is-operations 的情况下将调用委托给正确的函数？

小例子

我已将此问题分解为以下 NUnit-Testcode

using NUnit.Framework;

public class TopClass{
    public int retVal;
}

public class SubClassA : TopClass{ }

[TestFixture]
public class ThrowawayTest {


    private TopClass Foo (TopClass x) {
        x.retVal = 1;
        return x;
    }

    private SubClassA Foo (SubClassA x) {
        x.retVal = 2;
        return x;
    }

    [Test]
    public void OverloadTest(){
        TopClass t = new TopClass();
        TopClass t1 = new SubClassA();
        SubClassA s1 = new SubClassA();

    t = Foo (t);
        t1 = Foo (t1);
        s1 = Foo (s1);

        Assert.AreEqual(1, t.retVal);
        Assert.AreEqual(2, s1.retVal);
        Assert.AreEqual(2, t1.retVal);
    }
}

所以我的问题归结为：“如何在不诉诸is-checks 的情况下以优雅、多态、面向对象的方式修复上述测试？”

扩展方法

我也尝试过使用如下扩展方法。这并没有解决问题，因为它们只是上述方法的语法糖：

using NUnit.Framework;
using ExtensionMethods;

public class TopClass{
    public int retVal;
}

public class SubClassA : TopClass{ }

[TestFixture]
public class ThrowawayTest {


    private TopClass Foo (TopClass x) {
        x.retVal = 1;
        return x;
    }

    private SubClassA Foo (SubClassA x) {
        x.retVal = 2;
        return x;
    }

    [Test]
    public void OverloadTest(){
        TopClass t = new TopClass();
        TopClass t1 = new SubClassA();
        SubClassA s1 = new SubClassA();

        t.Foo(); s1.Foo(); t1.Foo();

        Assert.AreEqual(1, t.retVal);
        Assert.AreEqual(2, s1.retVal);
        Assert.AreEqual(2, t1.retVal);
    }
}

namespace ExtensionMethods{
    public static class Extensions {
        public static void Foo (this TopClass x) {
            x.retVal = 1;
        }

        public static void Foo (this SubClassA x) {
            x.retVal = 2;
        }
    }
}

Answer 1

与凯文的回答类似，我会考虑利用 dynamic 关键字。我将仅提及另外两种方法。

现在，您实际上不需要访问源代码，您只需要访问类型本身，即程序集。只要类型是public（不是private 或internal），它们就可以工作：

动态访客

这个使用与传统Visitor 模式类似的方法。

创建一个访问者对象，每个子类型（最终类型，不是中间类或基类，如Command）都有一个方法，接收外部对象作为参数。

然后调用它，在编译时你不知道确切类型的特定对象上，只需像这样执行访问者：

visitor.Visit((dynamic)target);

您还可以在访问者本身内处理递归，对于具有您想要访问的子表达式的类型。

处理程序字典

现在，如果您只想处理其中的几个类型，而不是所有类型，那么创建Dictionary 的处理程序可能会更简单，索引为Type。这样你就可以检查字典是否有一个确切类型的处理程序，如果有，调用它。通过可能会强制您在处理程序中强制转换的标准调用，或者通过 DLR 调用，这不会但会产生一点性能影响）。

Answer 2

我不确定 Mono 是否支持它，但您可以通过在 C# 4.0 中非常具体地使用泛型和 dynamic 关键字来完成您正在寻找的东西。您尝试做的是创建一个新的虚拟插槽，但语义略有不同（C# 虚拟函数不是协变的）。 dynamic 所做的是将函数重载决议推送到运行时，就像虚拟函数一样（尽管效率要低得多）。扩展方法和静态函数都具有编译时重载解决方案，因此变量的静态类型就是所使用的，这就是您要解决的问题。

public class FooBase
{
    public int RetVal { get; set; }
}

public class Bar : FooBase {}

设置动态访问者。

public class RetValDynamicVisitor
{
    public const int FooVal = 1;
    public const int BarVal = 2;

    public T Visit<T>(T inputObj) where T : class
    {            
        // Force dynamic type of inputObj
        dynamic @dynamic = inputObj; 

        // SetRetVal is now bound at runtime, not at compile time
        return SetRetVal(@dynamic);
    }

    private FooBase SetRetVal(FooBase fooBase)
    {
        fooBase.RetVal = FooVal;
        return fooBase;
    }

    private Bar SetRetVal(Bar bar)
    {
        bar.RetVal = BarVal;
        return bar;
    }
}

特别感兴趣的是Visit<T> 中inputObj, @dynamic 的类型Visit(new Bar())。

public class RetValDynamicVisitorTests
{
    private readonly RetValDynamicVisitor _sut = new RetValDynamicVisitor();

    [Fact]
    public void VisitTest()
    {
        FooBase fooBase = _sut.Visit(new FooBase());
        FooBase barAsFooBase = _sut.Visit(new Bar() as FooBase);
        Bar bar = _sut.Visit(new Bar());

        Assert.Equal(RetValDynamicVisitor.FooVal, fooBase.RetVal);
        Assert.Equal(RetValDynamicVisitor.BarVal, barAsFooBase.RetVal);
        Assert.Equal(RetValDynamicVisitor.BarVal, bar.RetVal);
    }
}

我希望这在 Mono 中是可行的！

Answer 3

这里是没有动态的版本，动态版本太慢（第一次调用）：

public static class Visitor
{
    /// <summary>
    /// Create <see cref="IActionVisitor{TBase}"/>.
    /// </summary>
    /// <typeparam name="TBase">Base type.</typeparam>
    /// <returns>New instance of <see cref="IActionVisitor{TBase}"/>.</returns>
    public static IActionVisitor<TBase> For<TBase>()
        where TBase : class
    {
        return new ActionVisitor<TBase>();
    }

    private sealed class ActionVisitor<TBase> : IActionVisitor<TBase>
        where TBase : class
    {
        private readonly Dictionary<Type, Action<TBase>> _repository =
            new Dictionary<Type, Action<TBase>>();

        public void Register<T>(Action<T> action)
            where T : TBase
        {
            _repository[typeof(T)] = x => action((T)x);
        }

        public void Visit<T>(T value)
            where T : TBase

        {
            Action<TBase> action = _repository[value.GetType()];
            action(value);
        }
    }
}

接口声明：

public interface IActionVisitor<in TBase>
    where TBase : class
{

    void Register<T>(Action<T> action)
        where T : TBase;    

    void Visit<T>(T value)
        where T : TBase;
}

用法：

IActionVisitor<Letter> visitor = Visitor.For<Letter>();
visitor.Register<A>(x => Console.WriteLine(x.GetType().Name));
visitor.Register<B>(x => Console.WriteLine(x.GetType().Name));

Letter a = new A();
Letter b = new B();
visitor.Visit(a);
visitor.Visit(b);

控制台输出：A，B，看看more details。