返回接口类型的扩展方法

Question

因此，我正在编写一个简单的通用矩阵类，但遇到了一个我不喜欢我的解决方案的问题，所以我想我应该寻求更好的解决方案的帮助。

考虑此处描述的接口：

public interface IMatrix<T>
{
    void DeleteColumn(int position);
    void DeleteRow(int position);
    // Returns a NEW IMatrix<T>
    IMatrix<T> FromRows(IList<IList<T>> rows);      // would like to remove
    // Returns a NEW IMatrix<T>
    IMatrix<T> FromColumns(IList<IList<T>> columns);// would like to remove
    IList<IList<T>> GetColumns();
    IList<IList<T>> GetRows();
    void InsertColumn(int position);
    void InsertRow(int position);
    void SetValueAt(int row, int column, T value);
}

带有扩展

public static class MatrixExtensions
{
    /// <summary>
    /// Performs a standard matrix addition
    /// </summary>
    public static IMatrix<T> Add<T>(this IMatrix<T> matrix, IMatrix<T> other, IScalarOperators<T> operators)
    {
        JoinCells<T> joiner = new JoinCells<T>();
        return joiner.Join(matrix, other, null, operators.OperatorAdd);
    }

    /// <summary>
    /// Adds a row to the end of the matrix
    /// </summary>
    public static void AddRow<T>(this IMatrix<T> matrix);

    /// <summary>
    /// Adds a number of rows to the end of the matrix
    /// </summary>
    public static void AddRows<T>(this IMatrix<T> matrix, int rows);

    /// <summary>
    /// Adds a column to the end of the matrix
    /// </summary>
    public static void AddColumn<T>(this IMatrix<T> matrix);

    /// <summary>
    /// Adds a number of columns to the end of the matrix
    /// </summary>
    public static void AddColumns<T>(this IMatrix<T> matrix, int columns);

    /// <summary>
    /// Gets the column at the specified position
    /// </summary>
    public static IList<T> ColumnAt<T>(this IMatrix<T> matrix, int position);

    /// <summary>
    /// Gets the number of columns in the matrix
    /// </summary>
    public static int ColumnCount<T>(this IMatrix<T> matrix);

    /// <summary>
    /// Sets the number of columns in the matrix
    /// </summary>
    public static void ColumnCount<T>(this IMatrix<T> matrix, int columns);

    /// <summary>
    /// Deletes the last column from the matrix
    /// </summary>
    public static void DeleteLastColumn<T>(this IMatrix<T> matrix);

    /// <summary>
    /// Deletes the last row from the matrix
    /// </summary>
    public static void DeleteLastRow<T>(this IMatrix<T> matrix);

    /// <summary>
    /// Gets the value at the specified position in the matrix
    /// </summary>
    public static T GetValueAt<T>(this IMatrix<T> matrix, int row, int column);

    /// <summary>
    /// Multiplies this matrix with the other matrix and returns the result
    /// </summary>
    public static IMatrix<T> Multiply<T>(this IMatrix<T> matrix, IMatrix<T> other, IVectorOperators<T> vectorOperators, IScalarOperators<T> scalarOperators)
    {
        JoinRowColumn<T> joiner = new JoinRowColumn<T>();
        return joiner.Join(matrix, other, vectorOperators.OperatorAdd, scalarOperators.OperatorMultiply);
    }

    /// <summary>
    /// Gets the row at the specified position
    /// </summary>
    public static IList<T> RowAt<T>(this IMatrix<T> matrix, int position);

    /// <summary>
    /// Gets the number of rows in the matrix
    /// </summary>
    public static int RowCount<T>(this IMatrix<T> matrix);

    /// <summary>
    /// Sets the number of rows in the matrix
    /// </summary>
    public static void RowCount<T>(this IMatrix<T> matrix, int rows);
}

考虑 Multiply 方法。与 IMatrix 对象相乘的结果是众所周知的。为简单起见，仅考虑矩阵的整数实现。为了计算结果，除了 Multiply(int, int) 和 Add(int, int) 的工作原理之外，我们不需要了解有关矩阵的任何信息。由于它们都是已知的，所以我不需要任何其他东西来返回具有该结果的新矩阵。但是，我不确定执行此操作的最佳方法。

我的方法是将 FromRows 和 FromColumns 两个方法添加到接口中。这似乎是错误的，因为我不应该以这种特定的方式强制构建矩阵（或者我是这么认为的）。然而，这是我能够弄清楚如何返回该接口的实例的唯一方法。我将使用 IList 在连接器类中构建矩阵，并确保集合是行或列定义，然后使用 FromRows 方法。也许通过一个例子会更有意义：

/// <summary>
/// Class used for joining by combining rows and columns
/// </summary>
/// <typeparam name="T">
/// Type of the values contained in the matrix
/// </typeparam>
class JoinRowColumn<T> : IJoinMatrix<T>
{
    public IMatrix<T> Join(IMatrix<T> a, IMatrix<T> b, IOperateVector<T> vectorOperation, IOperateScalar<T> cellOperation)
    {
        // ensure that the matricies can be joined
        if (a.ColumnCount() != b.RowCount())
        {
            throw new ArgumentException("Cannot join matricies.  Invalid dimensions");
        }

        IList<IList<T>> rowDefinition = IMatrixHelpers.GetRowDefinition<T>(a.RowCount(), b.ColumnCount());
        for (int row = 0; row < a.RowCount(); row++)
        {
            IList<T> aRow = a.RowAt(row);
            for (int col = 0; col < b.ColumnCount(); col++)
            {
                IList<T> bCol = b.ColumnAt(col);
                rowDefinition[row][col] = vectorOperation.Operate(aRow, bCol, cellOperation);
            }
        }
        // I do not like this because it is unclear that the
        // method is returning a NEW instance of IMatrix<T>
        // based on the row definition.  It does not update
        // a to contain the matrix defined by rowDefinition
        return a.FromRows(rowDefinition); // UGLY!
    }
}

所以在方法的最后，我使用给我的矩阵之一来生成一个（可能）相同类型的新矩阵（尽管对矩阵返回的内容没有限制）具体实施）。问题有一部分； FromRows 返回一个 NEW 实例。然而，这并不明显，人们可能会认为它正在更新正在调用该方法的矩阵。

是否有更好的模式可以遵循来添加构建接口的具体实现的方式？或者这个方法看起来还可以吗？

我刚刚熟悉泛型，所以如果我没有看到明显的东西，请耐心等待。

Answer 1

• 在您的接口上包含一个名为 Construct(int xDimension, int yDimension) 的方法，返回它的新实例
• 。设计在这种情况下使用的默认实现。当您针对接口进行编码时，任何人都不应该假设特定的实现。

就我个人而言，我会选择第二种选择。无论如何，您都是针对接口进行编码的，实现并不重要。您可以轻松返回矩阵的默认实现，并且调用者将能够使用它。此外，您还应该考虑将其应用于其他方法 - 不要操作传入的矩阵，而是创建一个新矩阵并对其进行操作。

这与 LINQ 的工作方式类似，并且可以防止 bug 潜入。如果要操作当前对象，则不需要扩展方法。