C#中涉及集合、泛型和接口的设计问题

Question

这篇文章包含很多代码，但如果您能花一些时间阅读和理解它，我将非常感激......并希望能提出一个解决方案

让我们假设我正在构建一个网络 -需要绘制实体并相应地从服务器更新其中一些实体的游戏。

Drawable 类负责在屏幕上绘制实体：

class Drawable
{
    public int ID { get; set; } // I put the ID here instead of having another 
                                // class that Drawable derives from, as to not 
                                // further complicate the example code.

    public void Draw() { }
}

从服务器接收的数据实现 IData，每个具体的 IData 持有不同的属性。假设我们有 Player 和 Enemy 将收到的以下数据：

interface IData
{
    int ID { get; set; }
}

class PlayerData : IData
{
    public int ID { get; set; }
    public string Name { get; set; }
}

class EnemyData : IData
{
    public int ID { get; set; }
    public int Damage { get; set; }
}

应可从服务器更新的游戏实体实现 IUpdateable 其中 T 是 IData：

interface IUpdateable<T> where T : IData
{
    void Update(T data);
}

因此我们的实体是 Drawable 和 Updateable：

class Enemy : Drawable, IUpdateable<EnemyData>
{
    public void Update(EnemyData data) { }
}

class Player : Drawable, IUpdateable<PlayerData>
{
    public void Update(PlayerData data) {}
}

这就是游戏的基本结构。

---

现在，我需要存储这些 Drawable 和 Updateable 对象的 Dictionary，将 Drawable 的 ID 存储为键和一个包含 Drawable 和 Updateable 对象及其远程具体 IData 的复杂对象：

class DataHolder<T, T1> where T:Drawable, IUpdateable<T1> where T1:IData
{
    public T Entity{ get; set;}
    public IData Data{ get; set;}

    public DataHolder(T entity, IData data)
    {
        Entity = entity;
        Data = data;
    }
}

例如，假设我当前有以下内容实体：

var p1 = new Player();
var p1Data = new PlayerData();
var e1 = new Enemy();
var e1Data = new EnemyData();

var playerData = new DataHolder<Player, PlayerData>(p1, p1Data);
var enemyData = new DataHolder<Enemy, EnemyData>(e1, e1Data);

---

我现在需要一个 Dictionary 来保存实体的 ID 作为键（p1.ID 和 e1.ID）及其实体DataHolder（playerData 和 enemyData）及其值。

类似于以下内容（下面的代码仅显示了我想要执行的操作，因此它不会编译）：

 Dictionary<int, DataHolder> list = new Dictionary<int, DataHolder>();
 list.Add(p1.ID, playerData);
 list.Add(e1.ID, enemyData);

如何构造这样的字典？

[更新]

关于使用，我将需要能够执行以下操作：

 foreach (var value in list.Values)
 {
     var entity = value.Entity;
     entity.Update(value.Data);
 }

我还尝试将 DataHolder 的设计更改为以下内容：

class DataHolder<T> where T:Drawable, IUpdateable<IData>
{
    public T Entity{ get; set;}
    public IData Data{ get; set;}

    public DataHolder(T entity, IData data)
    {
        Entity = entity;
        Data = data;
    }
}

然后我尝试了类似的操作以下：

var playerData = new DataHolder<Player>(p1, p1Data);  //error

但这会引发编译时错误：

“玩家”类型必须是可转换的 到“IUpdateable”为了 将其用作参数“T” 泛型类“DataHolder”

这是出于什么原因抛出的？ Player 实现 IUpdateable 且 PlayerData 实现 IData。这是方差问题吗？有什么办法可以解决这个问题吗？

Answer 1

让您的 DataHolder 类实现或继承非泛型类或接口，然后创建该（非泛型）类型的字典。

Answer 2

按照您编写的方式，没有理由不这样声明您的字典：

Dictionary<int, object> list = new Dictionary<int, object>();

除了构造函数之外，DataHolder 没有公共方法/属性，因此在构造实例后它是无用的类型。它并不比object更好，

如果您确实打算对它们进行公共操作，并且它们的参数和返回值不需要模板化值，那么您可以从DataHolder中提取非模板化接口 并将其设为字典的值类型。

Answer 3

我认为您可能需要首先创建一个新课程。

class DrawableUpdatable<T> : Drawable, IUpdatable<T> {
    public void Update() { base.Update(); }
}

让您的 Player 和 Enemy 从它派生，并且您的 DataHolder 将其用作第一个通用约束。这将允许您定义一个新的 DataHolder, IData>。否则您将无法创建一个对象，因为 Enemy 和 Player 都不派生出单一对象。 （你不能说 DataHolder, IData>

我认为你的设计一开始就过于复杂 - 它会吓跑任何新来的开发人员在用更复杂的代码修复它之前，我会考虑修改它。

Answer 4

请仔细阅读所有代码。我想这会让你得到你想要的。
首先，您需要一个 IDrawable 接口

interface IDrawable { int ID { get; set; } }

以及明显的 Drawable 类：IDrawable { .. }
那么您需要一个 IEntity 接口

interface IEntity : IDrawable, IUpdatetable<IData>  {     }

以及实现

class Enemy : Drawable, IEntity
{
    public Enemy(int id) : base(id) { }
    public void Update(EnemyData data)
    { ... }
    void IUpdatetable<IData>.Update(IData data)
    {
        Update(data as EnemyData);
    }
}
class Player : Drawable, IEntity
{
    public Player(int id) : base(id) { }
    public void Update(PlayerData data)
    { ... }
    void IUpdatetable<IData>.Update(IData data)
    {
        Update(data as PlayerData);
    }
}

然后您需要通用 DataHolder

interface IDataHolder
{
    IEntity Entity { get; set;  }
    IData Data { get;  set;  }
}
class DataHolder<T,T1> : IDataHolder
    where T : class, IEntity
    where T1 : class, IData
{
    T entity;
    T1 data;
    public DataHolder(T entity, T1 data)
    {
        this.entity = entity;
        this.data = data;
    }
    public T Entity { get { return entity; } set { entity = value; } }
    public T1 Data { get { return data; } set { data = value; } }
    IEntity IDataHolder.Entity
    {
        get { return entity; }
        set { entity = value as T; }
    }
    IData IDataHolder.Data
    {
        get { return data; }
        set { data = value as T1; }
    }
}

并最后使用 KeyedCollection 来保存所有内容并公开 keys 属性，

public class DataBag : KeyedCollection<int, IDataHolder>
{
    protected override int GetKeyForItem(IDataHolder item)
    {
        return item.Entity.ID;
    }
    public ICollection<int> Keys
    {
        get { return Dictionary.Keys; }
    }
}

这里是测试代码：

    public void TestCode()
    {
        Player p1 = new Player(100);
        Enemy e1 = new Enemy(1);

        PlayerData p1data = new PlayerData(11, "joe");
        EnemyData e1data = new EnemyData(12, 1000);

        DataHolder<Player, PlayerData> bag1 
            = new DataHolder<Player, PlayerData>(p1, p1data);
        DataHolder<Enemy, EnemyData> bag2 
            = new DataHolder<Enemy, EnemyData>(e1, e1data);

        Dictionary<int, IDataHolder> list = new Dictionary<int, IDataHolder>();
        list.Add(p1.ID, bag1);
        list.Add(e1.ID, bag2);


        foreach (int id in list.Keys )
        {
            IDataHolder item = list[id];
            // you can do this here: 
            // item.Entity.Update(item.Data);
            // or get the type specific version below:
            if (item.Entity is Player)
            {
                Player player = item.Entity as Player;
                PlayerData pdata = item.Data as PlayerData;
                player.Update(pdata);
                Console.WriteLine("ID={0} PlayerName={1} DataId={2}", 
                    player.ID, pdata.Name, pdata.ID);
            }
            else if (item.Entity is Enemy)
            {
                Enemy enemy = item.Entity as Enemy;
                EnemyData edata = item.Data as EnemyData;
                enemy.Update(edata);
                Console.WriteLine("ID={0} EnemyDamage={1} DataId={2}", 
                    enemy.ID, edata.Damage, edata.ID);
            }
        }
    }

它微笑着编译并产生输出

ID=100 PlayerName=joe DataId=11

ID=1 EnemyDamage=1000 DataId=12