在C#中实现双重调度,可以对要操作的函数和对象进行扩展

时间:2013-03-27 09:46:46

标签: c# design-patterns visitor double-dispatch

我正在寻找一种方法来实现可以为方法和类扩展的双重调度。

到目前为止,我基本上使用了三种方法:

  • 传统的程序方法,使用了很棒的switch(很容易添加新功能,很难添加新类)
  • 访客模式(非常相似:容易添加新访问者,难以添加新类)
  • 一种简单的界面方法(易于添加新类,难以添加新功能)

我正在寻找一种能够添加新函数和新类的方法,而无需修改函数或现有类。

在请求特定的对象/功能组合时,这不应该失败,至少在程序启动后我可以做一次检查后不会失败。

以下是我目前使用的方法:

传统的程序方法:

enum WidgetType {A,B,C,}

interface IWidget
{
    WidgetType GetWidgetType();
}

class WidgetA
{
    public WidgetType GetWidgetType() {return WidgetType.A;}
}
class WidgetB
{
    public WidgetType GetWidgetType() {return WidgetType.B;}
}
class WidgetC
{
    public WidgetType GetWidgetType() {return WidgetType.C;}
}
// new classes have to reuse existing "WidgetType"s
class WidgetC2
{
    public WidgetType GetWidgetType() {return WidgetType.C;}
}


class Functions
{
    void func1(IWidget widget)
    {
        switch (widget.GetWidgetType())
        {
            case WidgetType.A:
                ...
                break;
            case WidgetType.A:
                ...
                break;
            case WidgetType.A:
                ...
                break;
            default:
                // hard to add new WidgetTypes (each function has to be augmented)
                throw new NotImplementedException();
        }
    }

    // other functions may be added easily
}

传统的面向对象方法(访客模式):

interface IWidgetVisitor
{
    void visit(WidgetA widget);
    void visit(WidgetB widget);
    void visit(WidgetC widget);
    // new widgets can be easily added here
    // but all visitors have to be adjusted
}

interface IVisitedWidget
{
    void accept(IWidgetVisitor widgetVisitor);
}

class WidgetA : IVisitedWidget
{
    public void accept(IWidgetVisitor widgetVisitor){widgetVisitor.visit(this);}
    public void doStuffWithWidgetA(){}
}
class WidgetB : IVisitedWidget
{
    public void accept(IWidgetVisitor widgetVisitor){widgetVisitor.visit(this);}
    public void doStuffWithWidgetB(){}
}
class WidgetC : IVisitedWidget
{
    public void accept(IWidgetVisitor widgetVisitor){widgetVisitor.visit(this);}
    public void doStuffWithWidgetB(){}
}

class SampleWidgetVisitor : IWidgetVisitor
{
    public void visit(WidgetA widget){ widget.doStuffWithWidgetA(); }
    public void visit(WidgetB widget){ widget.doStuffWithWidgetB(); }
    public void visit(WidgetC widget){ widget.doStuffWithWidgetC(); }
}

简单的界面方法:

IWidget
{
    void DoThis();
    void DoThat();
    // if we want to add
    // void DoOtherStuff();
    // we have to change each class
}

WidgetA : IWidget
{
    public void DoThis(){ doThisForWidgetA();}
    public void DoThat(){ doThatForWidgetA();}
}
WidgetB : IWidget
{
    public void DoThis(){ doThisForWidgetB();}
    public void DoThat(){ doThatForWidgetB();}
}
WidgetC : IWidget
{
    public void DoThis(){ doThisForWidgetC();}
    public void DoThat(){ doThatForWidgetC();}
}

2 个答案:

答案 0 :(得分:0)

这真的归结为你看到代码最不稳定的地方。我想我会选择Widgets派生的基类,每个函数都标记为virtual,因此添加一个新函数并不要求所有派生类都提供一个实现,如果你的代码不会失败,你在一个没有提供Widget特定实现的具体类上调用该函数。

答案 1 :(得分:0)

我遇到了类似的问题 - 本质上问题是多次调度,单调度OO语言不能很好地支持。

我所遇到的妥协是对您的程序示例的可扩展变体。

它使用带有字典的Mediator(或Coordinator)来注册和解决两个对象之间应该发生的操作。在下面的代码示例中,我使用了两个对象之间的冲突问题。

基本结构是:

enum CollisionGroup { Bullet, Tree, Player }

interface ICollider
{
    CollisionGroup Group { get; }
}

Mediator对象定义如下:

class CollisionResolver
{
    Dictionary<Tuple<CollisionGroup, CollisionGroup>, Action<ICollider, ICollider>> lookup
        = new Dictionary<Tuple<CollisionGroup, CollisionGroup>, Action<ICollider, ICollider>>();

    public void Register(CollisionGroup a, CollisionGroup b, Action<ICollider, ICollider> action)
    {
        lookup[Tuple.Create(a, b)] = action;
    }

    public void Resolve(ICollider a, ICollider b)
    {
        Action<ICollider, ICollider> action;
        if (!lookup.TryGetValue(Tuple.Create(a.Group, b.Group), out action))
            action = (c1, c2) => Console.WriteLine("Nothing happened..!");

        action(a, b);
    }
}

呸!它看起来不那么好但主要是由于泛型类型和缺少支持对象。我没有为这个例子做任何事情,因为这会给这个答案的范围带来太多的复杂性。

对象的使用方式如下:

var mediator = new CollisionResolver();
mediator.Register(CollisionGroup.Bullet, CollisionGroup.Player,
    (b, p) => Console.WriteLine("A bullet hit {0} and it did not end well", p));

mediator.Register(CollisionGroup.Player, CollisionGroup.Tree,
    (p, t) => Console.WriteLine("{0} ran into a tree. Ouch", p));

mediator.Register(CollisionGroup.Player, CollisionGroup.Player,
    (p1, p2) => Console.WriteLine("{0} and {1} hi-fived! Yeah! Awesome!", p1, p2));

var jeffrey = new Player("Jeffrey");
var cuthbert = new Player("Cuthbert");
var bullet = new Bullet();
var tree = new Tree();

mediator.Resolve(jeffrey, cuthbert); // Jeffrey and Cuthbert hi-fived! Yeah! Awesome!
mediator.Resolve(jeffrey, tree);     // Jeffrey ran into a tree. Ouch
mediator.Resolve(bullet, cuthbert);  // A bullet hit Cuthbert and it did not end well
mediator.Resolve(bullet, tree);      // Nothing happened..!

这种方法是我能找到的最具扩展性的方法。要添加新反应或新类型,只需要新的枚举成员和.Register()方法调用。

扩展上述方法的要点:

  • 通用DispatchMediator<TType, TEnum>可以轻松实现
  • 同样,可以压缩Tuple<T, T>Action<T, T>类型以接受单个类型参数
  • 如果您想在多个地方重复使用该模式,您甚至可以进一步将ICollider界面更改为通用界面
  • 使用extensible enums解决了另一个可扩展性问题(添加新类型)