类派生问题

Question

我有以下 3 个类：

class Node {
    public Node Parent;

    // Edit: to clarify, each of these classes has many fields and methods
    public void Method1() { /*...*/ }
    public void Method2() { /*...*/ }
    /* ... */
    public void Method30() { /*...*/ }
}
class Element : Node { public Dictionary<string, string> Attributes; }
class Document : Element { }

我需要一种方法来定义 ExtraNode、ExtraElement 和 ExtraDocument，以便它们相当于复制上面的代码，向 Node 类添加一些额外的字段，并为所有类添加“Extra”前缀，如下所示：

class ExtraNode { public Node Parent; public int Priority; }
class ExtraElement : ExtraNode { public Dictionary<string, string> Attributes; }
class ExtraDocument : ExtraElement { }

实现此目的的最佳方法是什么？我考虑过接口 (ExtraNode : Node, IExtra)，但后来 (ExtraElement is ExtraNode) == false。

我还考虑过将类重写为泛型（Node、Element、Document），然后使用它们来定义新类（ExtraNode : Node; 等等），但仍然会导致 (ExtraElement is ExtraNode) == false 的问题，因为 (Elementis Node) ==假。

那么，在不复制/粘贴整个文档并手动更改的情况下实现此目的的最佳方法是什么？我需要不止一次地这样做。

编辑：为了澄清我需要能够做什么，我需要以下代码才能工作：

// this should accept an ExtraNode, an ExtraElement or an ExtraDocument:
void doSomethingWithANode(ExtraNode extraNode) { ... }

编辑2：柯克关于实现接口的建议（如 Timwi 的代码所示）在我的例子中是不切实际的，因为每个类都有许多字段和方法（总共大约有 8 个类），所以我必须为每个“额外”派生组复制其中的每一个。例如，Node 类如下所示：

class INode {
    INode Parent { get; }
    void Method1();
    void Method2();
    /* ... */
    void Method30();
}

class ExtraNode {
    public int Priority { get; } // extra
    public INode Parent { get; } // THIS IS WRONG, THIS SHOULD BE ExtraNode NOT INode
    public void Method1() { ... } // here I have to define the entire method
    public void Method2() { ... }
    /* ... */
    public void Method30() { ... }
}

class SuperNode {
    public string Superpower { get; } // extra
    public INode Parent { get; } // THIS IS WRONG, THIS SHOULD BE SuperNode NOT INode
    public void Method1() { ... } // here I have to define the entire method AGAIN
    public void Method2() { ... } // all methods are identical to the ones in ExtraNode
    /* ... */
    public void Method30() { ... } // this is unnecessary code duplication
}

因此每次都会重复 30 个方法。这适用于所有其他类别。通过这种方法，我会复制很多内容，几乎复制所有代码。只需复制/粘贴整个类、重命名并向其中添加额外的字段会更容易。

Answer 1

我认为柯克沃尔在评论中的想法几乎是最好的选择。我在代码中遇到了类似的问题，并且提出了相同的想法。您真正想要做的是拥有一个具有多重继承的继承树，而在 C# 中，只有接口允许您这样做。

public interface INode { public INode Parent { get; } }
public interface IElement : INode { public Dictionary<string, string> Attributes { get; } }
public interface IDocument : IElement { ... }

public interface IExtraNode : INode { public int Priority { get; } }
public interface IExtraElement : IExtraNode, IElement { }
public interface IExtraDocument : IExtraElement, IDocument { ... }

现在您想要的所有属性都是 true：

element is INode                // check
document is IElement            // check
extraNode is INode              // check
extraElement is INode           // check
extraElement is IExtraNode      // check
extraDocument is IExtraElement  // check
extraDocument is IElement       // check
extraDocument is INode          // check

响应您的编辑#2：是的，您必须复制一些实现，但不是很多。特别是，您不需要在 ExtraNode 中复制任何内容（您只需从 Node 继承即可）。如果“额外”的东西不多，你可以只复制额外的东西，即从Element继承ExtraElement（而不是从ExtraNode）等等。

关于你在这里提到的问题：

public INode Parent { get; } // THIS IS WRONG, THIS SHOULD BE ExtraNode NOT INode

我相信这应该是IExtraNode。您可以通过使用显式实现的属性来解决此问题（我现在假设您没有从 Node 派生 ExtraNode，但仅来说明解决方案）：

// Real code goes here
public IExtraNode Parent { get { return ...; } }

// This calls the property above, and implements the interface property
public INode INode.Parent { get { return Parent; } }

又一个编辑：您还可以声明一个名为 Extra 的类，其中包含所有额外功能，并具有 ExtraNode， ExtraElement 和 ExtraDocument 都有一个 Extra 类型的字段。您可以公开该字段，也可以为其所有功能编写一行重定向方法。鉴于缺乏多重继承，这确实是最少的重复。

Answer 2

您可以尝试使用 mixin-like 构造共享必要的代码：

interface MNode {
  MNode Parent { get; }
}
static class MNodeCode {
  public static void Method1(this MNode self) { /*...*/ }
  public static void Method2(this MNode self) { /*...*/ }
  /* ... */
  public static void Method30(this MNode self) { /*...*/ }
}

class Node : MNode {
  public Node Parent { get { ... } }
  MNode MNode.Parent { get { return Parent; } }
}
class Element : Node { public Dictionary<string, string> Attributes; }
class Document : Element { }

class ExtraNode : MNode {
  public ExtraNode Parent { get { ... } }
  MNode MNode.Parent { get { return Parent; } }
}
class ExtraElement : ExtraNode { public Dictionary<string, string> Attributes; }
class ExtraDocument : ExtraElement { }

您可以创建不同的 mixin 以获得不同的共享粒度。