如何初始化基类中应该在子类中初始化的字段？

Question

我的基类Car包含engine无法在基类中初始化的字段.我只能在子类中初始化它,例如ElectricCar我可以编写engine = new ElectricEngine.但是我在基类中使用了字段.所以我有一个使用但未初始化的字段:

public class Car {

    protected Engine engine;

    public void Start() {
        engine.Start();
        // do something else
    }

    public void Stop {
        engine.Stop();
        // do something else
    }

    public void Diagnose() {
        engine.Diagnose();
        // anotherField.Diagnose();
        // oneAnotherField.Diagnose();
    }

}

如何更好地初始化引擎？

版本1.字段保证初始化但有许多字段构造函数看起来很难看.没有错误,但很难看.

public class Car {

    protected Engine engine;

    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }

    public void Start() {
        engine.Start();
        // do something else
    }

    public void Stop {
        engine.Stop();
        // do something else
    }

    public void Diagnose() {
        engine.Diagnose();
        // anotherField.Diagnose();
        // oneAnotherField.Diagnose();
    }

}

public class ElectricCar : Car {
    public ElectricCar() : base (new ElectricEngine()) {
    }
}

版本2.子类应该记住初始化字段,与子类的这种"契约"可能会引入错误(未初始化的字段).

public class Car {

    protected Engine engine;

    public Car() {
    }

    public void Start() {
        engine.Start();
        // do something else
    }

    public void Stop {
        engine.Stop();
        // do something else
    }

    public void Diagnose() {
        engine.Diagnose();
        // anotherField.Diagnose();
        // oneAnotherField.Diagnose();
    }

}

public class ElectricCar : Car  {
    public ElectricCar() {
        engine = new ElectricEngine();
    }
}

版本3.保证初始化字段.构造函数很清楚.但是从构造函数调用虚方法(有潜在危险,一般不推荐).

public class Car {

    protected Engine engine;

    public Car() {
        InitializeEngine();
    }

    protected abstract void InitializeEngine();

    public void Start() {
        engine.Start();
        // do something else
    }

    public void Stop {
        engine.Stop();
        // do something else
    }

    public void Diagnose() {
        engine.Diagnose();
        // anotherField.Diagnose();
        // oneAnotherField.Diagnose();
    }

}

public class ElectricCar : Car  {
    public ElectricCar() {
    }

    protected void override InitializeEngine() {
        engine = new ElectricEngine();
    }
}

所以每个版本都有优点和缺点.哪个版本更好？或者你甚至可以建议别的东西.

Answer 1

版本3是对模板方法设计模式的一种看法.如果你的基类不能提供合理的默认实现,但是你需要每辆车都有一个引擎,那么将创建委托给基类是一个非常合适和安全的解决方案.我会稍微调整你的初始化,如下所示:

protected abstract Engine InitializeEngine();

然后在你的Car构造函数中:

public Car() {
    engine = InitializeEngine();
}

这将使合同非常明确.您的子类只需要提供引擎,您的基类将保证在调用构造函数后分配引擎变量.