如何分析.NET獨(dú)有精巧泛型設(shè)計(jì)模式

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。

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)用父類的工廠方法，實(shí)際返回了一個(gè)子類的實(shí)例。顯然，即使不了解OCP，憑直覺(jué)也應(yīng)該想到，父類的實(shí)現(xiàn)中不應(yīng)該被子類所決定。寫(xiě)WebRequest和Image的前輩可能也覺(jué)得直接返回子類實(shí)例不妥，所以陰險(xiǎn)地把方法簽名的返回類型改成了父類。

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：父類的每個(gè)子類，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，無(wú)論無(wú)論C/C++/Java都是類似這樣：

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)的類型中，有類型為基類的成員，所以在子類操作這些成員時(shí)，往往也要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換類型，這比Image和WebRequest的例子，只在實(shí)例創(chuàng)建時(shí)轉(zhuǎn)換類型還麻煩。

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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