如何分析.NET獨(dú)有精巧泛型設(shè)計(jì)模式,很多新手對(duì)此不是很清楚,為了幫助大家解決這個(gè)難題,下面小編將為大家詳細(xì)講解,有這方面需求的人可以來(lái)學(xué)習(xí)下,希望你能有所收獲。
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雖然泛型出現(xiàn)已有多年,連Java都早已借鑒引入了泛型(雖然是語(yǔ)法糖),可是用泛型的編程思維方式并沒(méi)有得到相應(yīng)的普及。一方面是由于過(guò)去大量的Framework仍然是在非泛型時(shí)代寫(xiě)成的,另一方面泛型的設(shè)計(jì)模式?jīng)]有得到發(fā)展,改變的時(shí)候該到了。
來(lái)舉一個(gè)例子說(shuō)明這兩點(diǎn)。我們?nèi)绻麑?xiě)過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)抓取的代碼,應(yīng)該熟悉這樣的代碼:
var request = WebRequest.Create("http://www.cnblogs.com/") as HttpWebRequest;
或者這么寫(xiě),也是一樣:
var request = HttpWebRequest.Create("http://www.cnblogs.com/") as HttpWebRequest;
大家可想過(guò),為什么每次都要as一下?
類(lèi)似的情況還有,比如做圖像處理的弟兄會(huì)熟悉:
var bm = Image.FromFile("e:\\me.jpg") as Bitmap;
和
var bm = Bitmap.FromFile("e:\\me.jpg") as Bitmap;
我想過(guò),但沒(méi)想明白。上面兩種寫(xiě)法,都是調(diào)用父類(lèi)的工廠方法,實(shí)際返回了一個(gè)子類(lèi)的實(shí)例。顯然,即使不了解OCP,憑直覺(jué)也應(yīng)該想到,父類(lèi)的實(shí)現(xiàn)中不應(yīng)該被子類(lèi)所決定。寫(xiě)WebRequest和Image的前輩可能也覺(jué)得直接返回子類(lèi)實(shí)例不妥,所以陰險(xiǎn)地把方法簽名的返回類(lèi)型改成了父類(lèi)。
雖然這種行徑值得嚴(yán)重鄙視。但.NET程序員大都是人云亦云,照葫蘆畫(huà)瓢的好學(xué)生,所以這個(gè)問(wèn)題多年了也沒(méi)有修改。
理想的設(shè)計(jì)應(yīng)該是這樣:父類(lèi)的每個(gè)子類(lèi),都有獨(dú)立的工廠方法,返回其自身的實(shí)例。這樣做法,在泛型出現(xiàn)前非常笨拙,得不償失,但有了泛型,就可以精巧地實(shí)現(xiàn)。
以模擬Image類(lèi)為例,Image和BitMap實(shí)現(xiàn)如下:
class Image<T> where T:Image<T>, new() { public string Path { get; set; } public static T FromFile(string path) { return new T() { Path = path }; } } class Bitmap:Image<Bitmap> { }
Image自身的工廠方法,就沒(méi)有存在的必要了。
可以簡(jiǎn)單地測(cè)試一下:
var path = @"e:\me.jpg"; var bm = Bitmap.FromFile(path); ; Console.WriteLine(bm.Path); Console.WriteLine(bm.GetType().Name);
輸出結(jié)果如下:
Path: e:\me.jpg Type: Bitmap
為了讓大家更熟悉一下,再舉一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的二叉樹(shù)作例子。
傳統(tǒng)的樹(shù)節(jié)點(diǎn)類(lèi),無(wú)論無(wú)論C/C++/Java都是類(lèi)似這樣:
class TreeNode { public TreeNode LeftChild { get; set; } public TreeNode RightChild { get; set; } public TreeNode Parent { get; set; } public int Value { get; set; } }
大家知道,二叉樹(shù)又分好幾種,AVL樹(shù)、B樹(shù)、紅黑樹(shù)等等。實(shí)現(xiàn)特殊的二叉樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),勢(shì)必要繼承TreeNode。由于樹(shù)節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型中,有類(lèi)型為基類(lèi)的成員,所以在子類(lèi)操作這些成員時(shí),往往也要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換類(lèi)型,這比Image和WebRequest的例子,只在實(shí)例創(chuàng)建時(shí)轉(zhuǎn)換類(lèi)型還麻煩。
這就該泛型模式一顯身手的好機(jī)會(huì)了,請(qǐng)看其父類(lèi)型的實(shí)現(xiàn):
/// <typeparam name="T">Type of the node.</typeparam> /// <typeparam name="K">Type of the node value.</typeparam> class TreeNode<T,K> where T:TreeNode<T,K> where K: IComparable<K> { public T LeftChild { get; set; } public T RightChild { get; set; } public T Parent { get; set; } public K Value { get; set; } }
之后,實(shí)現(xiàn)任何一種特殊二叉樹(shù)結(jié)構(gòu),比如RBTreeNode代表紅黑樹(shù)節(jié)點(diǎn),可以這樣:
class RBTreeNode : TreeNode<RBTreeNode,Int32> { /// <summary> /// 樹(shù)節(jié)點(diǎn)顏色,是否為紅。 /// </summary> public bool IsRed { get; set; } public override string ToString() { return this.Value + "," + (this.IsRed ? "R" : "B"); } }
這個(gè)是AVL樹(shù):
class AvlTreeNode : TreeNode<AvlTreeNode,Int32> { /// <summary> /// 節(jié)點(diǎn)的平衡度 /// </summary> public int Balance { get; set; } public override string ToString() { return "Balance: " + Balance + ", Value: " + this.Value; } }
不但完全符合OCP原則,而且再也不需要as來(lái)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)類(lèi)型了。
這肯定不是我的首創(chuàng),其實(shí).NET Framework中已經(jīng)不少這樣的設(shè)計(jì),比如IComparable<T>接口。也有不少優(yōu)秀的框架采用了類(lèi)似的設(shè)計(jì),比如大石頭同學(xué)的ORM框架NewLife.XCode。
看上去也很簡(jiǎn)單吧,但是很多人思維還停留在面向?qū)ο笳Z(yǔ)言剛誕生的階段,還不習(xí)慣用這種設(shè)計(jì)模式。我認(rèn)為這種寫(xiě)法足夠典型和通用,足以得上一種設(shè)計(jì)模式,而且是.NET特殊優(yōu)勢(shì),獨(dú)特魅力。
說(shuō)到設(shè)計(jì)模式,其實(shí)GOF提出的23種設(shè)計(jì)模式多年了,已經(jīng)過(guò)時(shí),出現(xiàn)了許多新模式(比如并發(fā)編程方面,參考Wiki Design Pattern)。舊有的模式中,有的已經(jīng)包含在.NET語(yǔ)言特性中,有的模式實(shí)現(xiàn)方式已經(jīng)改頭換面。尤其在泛型出現(xiàn)后,許多模式的實(shí)現(xiàn)可以變得簡(jiǎn)潔許多,優(yōu)雅許多。
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本文標(biāo)題:如何分析.NET獨(dú)有精巧泛型設(shè)計(jì)模式
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