继承需要存储子类特定数据的数组的最佳方法是什么？

Question

我正在尝试设置类似于以下内容的继承层次结构：

abstract class Vehicle
{
  public string Name;
  public List<Axle> Axles;
}

class Motorcycle : Vehicle
{
}

class Car : Vehicle
{
}

abstract class Axle
{
  public int Length;
  public void Turn(int numTurns) { ... }
}

class MotorcycleAxle : Axle
{
  public bool WheelAttached;
}

class CarAxle : Axle
{
  public bool LeftWheelAttached;
  public bool RightWheelAttached;
}

我只想将 MotorcycleAxle 对象存储在 Motorcycle 对象的 Axles 数组中，将 CarAxle 对象存储在 Car 对象的 Axles 数组中。 问题是没有办法重写子类中的数组来强制其中之一。 理想情况下，类似以下内容对于 Motorcycle 类有效：

class Motorcycle : Vehicle
{
  public override List<MotorcycleAxle> Axles;
}

但覆盖时类型必须匹配。 我怎样才能支持这个架构？ 我是否只需要在访问 Axles 成员的地方进行大量运行时类型检查和转换？ 我不喜欢添加运行时类型检查，因为您开始失去强类型和多态性的好处。 在这种情况下必须至少进行一些运行时检查，因为 WheelAttached 和 Left/RightWheelAttached 属性取决于类型，但我想最小化它们。

Answer 1

使用更多泛型

abstract class Vehicle<T> where T : Axle
{
  public string Name;
  public List<T> Axles;
}

class Motorcycle : Vehicle<MotorcycleAxle>
{
}

class Car : Vehicle<CarAxle>
{
}

abstract class Axle
{
  public int Length;
  public void Turn(int numTurns) { ... }
}

class MotorcycleAxle : Axle
{
  public bool WheelAttached;
}

class CarAxle : Axle
{
  public bool LeftWheelAttached;
  public bool RightWheelAttached;
}

Answer 2

我脑海中浮现出两个选择。 第一个是使用泛型：

abstract class Vehicle<TAxle> where TAxle : Axle {
   public List<TAxle> Axles;
}

第二个使用遮蔽 - 这假设你有属性：

abstract class Vehicle {
   public IList<Axle> Axles { get; set; }
}

class Motorcyle : Vehicle {
   public new IList<MotorcycleAxle> Axles { get; set; }
}

class Car : Vehicle {
   public new IList<CarAxle> Axles { get; set; }
}

void Main() {
   Vehicle v = new Car();
   // v.Axles is IList<Axle>

   Car c = (Car) v;
   // c.Axles is IList<CarAxle>
   // ((Vehicle)c).Axles is IList<Axle>

遮蔽的问题是你有一个通用列表。 不幸的是，您不能将列表限制为仅包含 CarAxle。 另外，您不能将 List投射为 进入列表- 即使那里有一个继承链。 您必须将每个对象转换为一个新的列表（尽管使用 LINQ 会变得更容易）。

我自己会选择仿制药。

Answer 3

我问了一个类似的问题并且得到了更好的答案，问题与C#对协变和逆变的支持有关。 请参阅该讨论以获取更多信息。