"开启类型"还有比这更好的选择吗？

Question

看作C#无法打开一个Type(我收集的并不是作为特殊情况添加的,因为is-a关系意味着可能有多个不同的情况可能适用),是否有更好的方法来模拟切换类型？

void Foo(object o)
{
    if (o is A)
    {
        ((A)o).Hop();
    }
    else if (o is B)
    {
        ((B)o).Skip();
    }
    else
    {
        throw new ArgumentException("Unexpected type: " + o.GetType());
    }
}

Answer 1

在C#中肯定缺少开启类型(更新:在C#7/VS 2017中支持切换类型 - 请参阅下面的Zachary Yates的回答).为了在没有大的if/else if/else语句的情况下执行此操作,您需要使用不同的结构.我写了一篇博客文章,详细介绍了如何构建TypeSwitch结构.

http://blogs.msdn.com/jaredpar/archive/2008/05/16/switching-on-types.aspx

简短版本:TypeSwitch旨在防止冗余转换,并提供类似于普通switch/case语句的语法.例如,这里是TypeSwitch对标准Windows窗体事件的操作

TypeSwitch.Do(
    sender,
    TypeSwitch.Case<Button>(() => textBox1.Text = "Hit a Button"),
    TypeSwitch.Case<CheckBox>(x => textBox1.Text = "Checkbox is " + x.Checked),
    TypeSwitch.Default(() => textBox1.Text = "Not sure what is hovered over"));

TypeSwitch的代码实际上非常小,可以很容易地放入您的项目中.

static class TypeSwitch {
    public class CaseInfo {
        public bool IsDefault { get; set; }
        public Type Target { get; set; }
        public Action<object> Action { get; set; }
    }

    public static void Do(object source, params CaseInfo[] cases) {
        var type = source.GetType();
        foreach (var entry in cases) {
            if (entry.IsDefault || entry.Target.IsAssignableFrom(type)) {
                entry.Action(source);
                break;
            }
        }
    }

    public static CaseInfo Case<T>(Action action) {
        return new CaseInfo() {
            Action = x => action(),
            Target = typeof(T)
        };
    }

    public static CaseInfo Case<T>(Action<T> action) {
        return new CaseInfo() {
            Action = (x) => action((T)x),
            Target = typeof(T)
        };
    }

    public static CaseInfo Default(Action action) {
        return new CaseInfo() {
            Action = x => action(),
            IsDefault = true
        };
    }
}

Answer 2

使用 Visual Studio 2017(版本15.*)附带的C#7,您可以在case语句中使用Types (模式匹配):

switch(shape)
{
    case Circle c:
        WriteLine($"circle with radius {c.Radius}");
        break;
    case Rectangle s when (s.Length == s.Height):
        WriteLine($"{s.Length} x {s.Height} square");
        break;
    case Rectangle r:
        WriteLine($"{r.Length} x {r.Height} rectangle");
        break;
    default:
        WriteLine("<unknown shape>");
        break;
    case null:
        throw new ArgumentNullException(nameof(shape));
}

使用C#6,您可以使用带有nameof()运算符的switch语句(感谢@Joey Adams):

switch(o.GetType().Name) {
    case nameof(AType):
        break;
    case nameof(BType):
        break;
}

使用C#5及更早版本,您可以使用switch语句,但是您必须使用包含类型名称的魔术字符串...这不是特别重构友好的(感谢@nukefusion)

switch(o.GetType().Name) {
  case "AType":
    break;
}

Answer 3

一种选择是有从字典Type到Action(或其他一些代表).根据类型查找操作,然后执行它.我以前把它用于工厂.

Answer 4

有了JaredPar的回答,我写了一个他的TypeSwitch类的变体,它使用类型推断来获得更好的语法:

class A { string Name { get; } }
class B : A { string LongName { get; } }
class C : A { string FullName { get; } }
class X { public string ToString(IFormatProvider provider); }
class Y { public string GetIdentifier(); }

public string GetName(object value)
{
    string name = null;
    TypeSwitch.On(value)
        .Case((C x) => name = x.FullName)
        .Case((B x) => name = x.LongName)
        .Case((A x) => name = x.Name)
        .Case((X x) => name = x.ToString(CultureInfo.CurrentCulture))
        .Case((Y x) => name = x.GetIdentifier())
        .Default((x) => name = x.ToString());
    return name;
}

请注意,Case()方法的顺序很重要.

获取我TypeSwitch班级的完整注释代码.这是一个工作缩写版本:

public static class TypeSwitch
{
    public static Switch<TSource> On<TSource>(TSource value)
    {
        return new Switch<TSource>(value);
    }

    public sealed class Switch<TSource>
    {
        private readonly TSource value;
        private bool handled = false;

        internal Switch(TSource value)
        {
            this.value = value;
        }

        public Switch<TSource> Case<TTarget>(Action<TTarget> action)
            where TTarget : TSource
        {
            if (!this.handled && this.value is TTarget)
            {
                action((TTarget) this.value);
                this.handled = true;
            }
            return this;
        }

        public void Default(Action<TSource> action)
        {
            if (!this.handled)
                action(this.value);
        }
    }
}

Answer 5

创建一个超类(S)并使A和B继承它.然后在S上声明每个子类需要实现的抽象方法.

这样做"foo"方法也可以将其签名更改为Foo(S o),使其类型安全,并且您不需要抛出那个丑陋的异常.

Answer 6

如果您使用的是C#4,则可以使用新的动态功能来实现一个有趣的替代方案.我并不是说这更好,事实上它似乎很可能会变慢,但它确实有一定的优雅.

class Thing
{

  void Foo(A a)
  {
     a.Hop();
  }

  void Foo(B b)
  {
     b.Skip();
  }

}

用法:

object aOrB = Get_AOrB();
Thing t = GetThing();
((dynamic)t).Foo(aorB);

这样做的原因是C#4动态方法调用在运行时而不是编译时解析了它的重载.我最近写了一些关于这个想法的文章.再说一次,我想重申一下这可能比其他所有建议都要糟糕,我只是把它作为一种好奇心来提供.

Answer 7

你应该真的超载你的方法,而不是试图自己消除歧义.到目前为止,大多数答案都没有考虑到未来的子类,这可能会导致以后真正糟糕的维护问题.

Answer 8

对于内置类型,您可以使用TypeCode枚举.请注意,GetType()有点慢,但在大多数情况下可能不相关.

switch (Type.GetTypeCode(someObject.GetType()))
{
    case TypeCode.Boolean:
        break;
    case TypeCode.Byte:
        break;
    case TypeCode.Char:
        break;
}

对于自定义类型,您可以创建自己的枚举,以及具有抽象属性或方法的接口或基类...

属性的抽象类实现

public enum FooTypes { FooFighter, AbbreviatedFool, Fubar, Fugu };
public abstract class Foo
{
    public abstract FooTypes FooType { get; }
}
public class FooFighter : Foo
{
    public override FooTypes FooType { get { return FooTypes.FooFighter; } }
}

抽象类的实现方法

public enum FooTypes { FooFighter, AbbreviatedFool, Fubar, Fugu };
public abstract class Foo
{
    public abstract FooTypes GetFooType();
}
public class FooFighter : Foo
{
    public override FooTypes GetFooType() { return FooTypes.FooFighter; }
}

属性的接口实现

public enum FooTypes { FooFighter, AbbreviatedFool, Fubar, Fugu };
public interface IFooType
{
    FooTypes FooType { get; }
}
public class FooFighter : IFooType
{
    public FooTypes FooType { get { return FooTypes.FooFighter; } }
}

接口实现方法

public enum FooTypes { FooFighter, AbbreviatedFool, Fubar, Fugu };
public interface IFooType
{
    FooTypes GetFooType();
}
public class FooFighter : IFooType
{
    public FooTypes GetFooType() { return FooTypes.FooFighter; }
}

我的一位同事刚刚告诉我这件事:这样做的好处是你可以将它用于任何类型的对象,而不仅仅是你定义的对象.它的缺点是更大更慢.

首先定义一个这样的静态类:

public static class TypeEnumerator
{
    public class TypeEnumeratorException : Exception
    {
        public Type unknownType { get; private set; }
        public TypeEnumeratorException(Type unknownType) : base()
        {
            this.unknownType = unknownType;
        }
    }
    public enum TypeEnumeratorTypes { _int, _string, _Foo, _TcpClient, };
    private static Dictionary<Type, TypeEnumeratorTypes> typeDict;
    static TypeEnumerator()
    {
        typeDict = new Dictionary<Type, TypeEnumeratorTypes>();
        typeDict[typeof(int)] = TypeEnumeratorTypes._int;
        typeDict[typeof(string)] = TypeEnumeratorTypes._string;
        typeDict[typeof(Foo)] = TypeEnumeratorTypes._Foo;
        typeDict[typeof(System.Net.Sockets.TcpClient)] = TypeEnumeratorTypes._TcpClient;
    }
    /// <summary>
    /// Throws NullReferenceException and TypeEnumeratorException</summary>
    /// <exception cref="System.NullReferenceException">NullReferenceException</exception>
    /// <exception cref="MyProject.TypeEnumerator.TypeEnumeratorException">TypeEnumeratorException</exception>
    public static TypeEnumeratorTypes EnumerateType(object theObject)
    {
        try
        {
            return typeDict[theObject.GetType()];
        }
        catch (KeyNotFoundException)
        {
            throw new TypeEnumeratorException(theObject.GetType());
        }
    }
}

然后你可以像这样使用它:

switch (TypeEnumerator.EnumerateType(someObject))
{
    case TypeEnumerator.TypeEnumeratorTypes._int:
        break;
    case TypeEnumerator.TypeEnumeratorTypes._string:
        break;
}

Answer 9

我喜欢Virtlink 使用隐式类型来使交换机更具可读性,但我不喜欢早期不可能,而且我们正在进行分配.让我们稍微调整一下.

public static class TypeSwitch
{
    public static void On<TV, T1>(TV value, Action<T1> action1)
        where T1 : TV
    {
        if (value is T1) action1((T1)value);
    }

    public static void On<TV, T1, T2>(TV value, Action<T1> action1, Action<T2> action2)
        where T1 : TV where T2 : TV
    {
        if (value is T1) action1((T1)value);
        else if (value is T2) action2((T2)value);
    }

    public static void On<TV, T1, T2, T3>(TV value, Action<T1> action1, Action<T2> action2, Action<T3> action3)
        where T1 : TV where T2 : TV where T3 : TV
    {
        if (value is T1) action1((T1)value);
        else if (value is T2) action2((T2)value);
        else if (value is T3) action3((T3)value);
    }

    // ... etc.
}

好吧,这让我的手指受伤.我们在T4中做到这一点:

<#@ template debug="false" hostSpecific="true" language="C#" #>
<#@ output extension=".cs" #>
<#@ Assembly Name="System.Core.dll" #>
<#@ import namespace="System.Linq" #> 
<#@ import namespace="System.IO" #> 
<#
    string GenWarning = "// THIS FILE IS GENERATED FROM " + Path.GetFileName(Host.TemplateFile) + " - ANY HAND EDITS WILL BE LOST!";
    const int MaxCases = 15;
#>
<#=GenWarning#>

using System;

public static class TypeSwitch
{
<# for(int icase = 1; icase <= MaxCases; ++icase) {
    var types = string.Join(", ", Enumerable.Range(1, icase).Select(i => "T" + i));
    var actions = string.Join(", ", Enumerable.Range(1, icase).Select(i => string.Format("Action<T{0}> action{0}", i)));
    var wheres = string.Join(" ", Enumerable.Range(1, icase).Select(i => string.Format("where T{0} : TV", i)));
#>
    <#=GenWarning#>

    public static void On<TV, <#=types#>>(TV value, <#=actions#>)
        <#=wheres#>
    {
        if (value is T1) action1((T1)value);
<# for(int i = 2; i <= icase; ++i) { #>
        else if (value is T<#=i#>) action<#=i#>((T<#=i#>)value);
<#}#>
    }

<#}#>
    <#=GenWarning#>
}

稍微调整Virtlink的示例:

TypeSwitch.On(operand,
    (C x) => name = x.FullName,
    (B x) => name = x.LongName,
    (A x) => name = x.Name,
    (X x) => name = x.ToString(CultureInfo.CurrentCulture),
    (Y x) => name = x.GetIdentifier(),
    (object x) => name = x.ToString());

可读且快速.现在,由于每个人都在指出他们的答案,并且考虑到这个问题的性质,顺序在类型匹配中很重要.因此:

• 首先放置叶子类型,稍后放置基本类型.
• 对于对等类型,首先放置更多可能的匹配以最大化perf.
• 这意味着不需要特殊的默认情况.相反,只需使用lambda中最基本的类型,并将其放在最后.

Answer 10

是的，多亏了可以实现的C＃7。这是完成的过程（使用表达式模式）：

switch (o)
{
    case A a:
        a.Hop();
        break;
    case B b:
        b.Skip();
        break;
    case C _: 
        return new ArgumentException("Type C will be supported in the next version");
    default:
        return new ArgumentException("Unexpected type: " + o.GetType());
}

Answer 11

您可以在C＃7或更高版本中使用模式匹配：

switch (foo.GetType())
{
    case var type when type == typeof(Player):
        break;
    case var type when type == typeof(Address):
        break;
    case var type when type == typeof(Department):
        break;
    case var type when type == typeof(ContactType):
        break;
    default:
        break;
}

Answer 12

C# 8 对模式匹配的增强使得这样做成为可能。在某些情况下，它可以完成工作并且更简洁。

        public Animal Animal { get; set; }
        ...
        var animalName = Animal switch
        {
            Cat cat => "Tom",
            Mouse mouse => "Jerry",
            _ => "unknown"
        };

Answer 13

鉴于继承有助于将对象识别为多种类型,我认为切换可能导致不明确的歧义.例如:

情况1

{
  string s = "a";
  if (s is string) Print("Foo");
  else if (s is object) Print("Bar");
}

案例2

{
  string s = "a";
  if (s is object) Print("Foo");
  else if (s is string) Print("Bar");
}

因为s是一个字符串和一个对象.我想当你写一篇文章时,switch(foo)你期望foo匹配一个且只有一个case语句.通过打开类型,编写case语句的顺序可能会改变整个switch语句的结果.我认为这是错误的.

您可以考虑对"typeswitch"语句的类型进行编译器检查,检查枚举类型是否不相互继承.但这并不存在.

foo is T是不一样的foo.GetType() == typeof(T)!!

Answer 14

根据 C# 7.0 规范，您可以声明作用域为 a caseof a的局部变量switch：

object a = "Hello world";
switch (a)
{
    case string myString:
        // The variable 'a' is a string!
        break;
    case int myInt:
        // The variable 'a' is an int!
        break;
    case Foo myFoo:
        // The variable 'a' is of type Foo!
        break;
}

这是执行此类操作的最佳方法，因为它只涉及强制转换和压入堆栈操作，这些操作是解释器可以运行的最快操作之一，前面是按位操作和boolean条件。

与 using 相比Dictionary<K, V>，这里的内存使用量要少得多，并且计算量基本为零。

另一方面，这应该与使用语句链一样快（如果不是更快的话）if：

object a = "Hello world";
if (a is string)
{
    // The variable 'a' is a string!
} else if (a is int)
{
    // The variable 'a' is an int!
} // etc.

Answer 15

应该与

case type _:

喜欢：

int i = 1;
bool b = true;
double d = 1.1;
object o = i; // whatever you want

switch (o)
{
    case int _:
        Answer.Content = "You got the int";
        break;
    case double _:
        Answer.Content = "You got the double";
        break;
    case bool _:
        Answer.Content = "You got the bool";
        break;
}