从另一个泛型类添加泛型方法约束

Question

我不确定标题是否反映了我的意思，但是..
假设我有两个班级，Entity 和 Component：

public abstract class Entity
{
    private List<Component> _components = new List<Component>();

    public void AddComponent<T>()
        where T : Component
    {
        T component = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T));
        component.Owner = this;

        _components.Add(component);
    }
}

public abstract class Component
{
    public Entity Owner { get; protected set; }

    public abstract void Update();
}

您可能会注意到，上面的类是abstract classes，这意味着不适合直接使用。但是，在开发的后期，我知道某些Component 需要仅可附加/由继承到Entity 类的特定类添加的能力。

所以，我添加了一个继承 Component 的类 Component<T>：

public abstract class Entity
{
    private List<Component> _components = new List<Component>();

    public void AddComponent<T>()
        where T : Component
    {
        T component = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T));
        component.Owner = this;

        _components.Add(component);
    }
}

public abstract class Component
{
    public Entity Owner { get; protected set; }

    public abstract void Update();
}

public abstract class Component<T> : Component
{
    // I hide the base.Owner with new keyword
    // feel free to suggest me in case there is better approach to do this
    new public T Owner 
    { 
        get { return (T)base.Owner; } 
        protected set { base.Owner = value; }
    }
}

现在，假设我有 Foo、Bar 和 Processor 类：

public class Foo : Entity
{
    public int FooValue { get; set; }
}

public class Bar : Entity
{
    public int BarValue { get; set; }
}

public class Processor : Component<Foo>
{
    public override void Update()
    {
        Owner.FooValue = 10;
    }
}

我想做的是使Processor 类只能由Foo 对象添加。目前AddComponent忽略它，所以我不知道该怎么做：

var foo = new Foo();
var bar = new Bar();

foo.AddComponent<Processor>(); // OK
bar.AddComponent<Processor>(); // Compiler should give an error at this point

我也尝试过这样做：

public void AddComponent<T, X>()
    where T : Component<X>
    where X : Entity
{
    T component = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T));
    component.Owner = this;

    _components.Add(component);
}

但是，它需要我明确指定 X 约束：

foo.AddComponent<Processor, Foo>();
bar.AddComponent<Processor, Bar>(); // Error, but the syntax is weird!

有什么想法吗？

Answer 1

您的帖子不清楚您的基本 Entity 和 Component 课程有哪些限制（如果有）。所以我不知道以下在您的情况下是否可行。也就是说，我相信如果不是，您将无法做您想做的事情，因为否则编译器将不知道泛型类型参数。

在没有任何其他约束的情况下，解决方案是使您的 Entity 类通用，并提供子类类型本身作为类型参数：

class Entity { }

class Entity<T> : Entity where T : Entity<T>
{
    public void AddComponent<U>(U value) where U : Component<T> { }
}

class Component<T> where T : Entity { }

class Foo : Entity<Foo> { }

class Bar : Entity<Bar> { }

class P : Component<Foo> { }

我知道这看起来很奇怪。但是你基本上是在要求一个泛型类型依赖的自引用图，而在 C# 代码中，上面就是这样的。

您可以使用类型推断调用AddComponent() 方法（因此不需要泛型参数）。如果您尝试使用错误类型的 Component<T> 对象调用它，您将收到编译器错误：

Foo foo = new Foo();
Bar bar = new Bar();
P p = new P();

foo.AddComponent(p);
bar.AddComponent(p); // CS0311

注意：我强烈建议不要隐藏班级成员。它并不会真正影响您所说的问题（即您可以完全忽略该细节），但是拥有两个具有相同名称的不同属性只是在询问错误。如果您必须使用隐藏，恕我直言，您至少应该让新属性使用隐藏属性。例如：

class Component
{
    public Entity Owner { get; protected set; }
}

class Component<T> : Component where T : Entity
{
    new public T Owner
    {
        get { return (T)base.Owner; }
        set { base.Owner = value; }
    }
}

您不会在编译时检查对非泛型 Component.Owner 属性的分配，但如果某些代码尝试将 Owner 属性取消引用为泛型，至少您会收到运行时错误版本，如果以及何时由于某种原因基类型分配了错误的类型。