在计划我的计划时,我通常会从这样的一系列想法开始:

足球队只是足球运动员的名单。因此,我应以以下方式表示:var football_team=新列表<FootballPlayer>();此列表的顺序表示球员在名册中的排列顺序。

但我后来意识到,除了球员名单之外,球队还有其他必须记录的财产。例如,本赛季总得分、当前预算、制服颜色、代表球队名称的字符串等。。

所以我想:

好吧,足球队就像一个球员列表,但除此之外,它还有一个名字(一个字符串)和一个连续的总得分(一个整数)。NET没有提供存储足球队的类,所以我将创建自己的类。最相似和最相关的现有结构是List<FootballPlayer>,因此我将从中继承:class FootballTeam:列表<FootballPlayer>{ 公共字符串TeamName;公共int RunningTotal}

但事实证明,一条准则说你不应该从List<t>继承。我在两个方面完全被这条准则搞糊涂了。

为什么不呢?

显然,List在某种程度上优化了性能。为什么呢如果我扩展列表,会导致什么性能问题?到底会发生什么?

我看到的另一个原因是List是由Microsoft提供的,我无法控制它,所以在暴露了一个“公共API”之后,我无法稍后更改它。但我很难理解这一点。什么是公共API?我为什么要关心?如果我当前的项目没有也不可能有这个公共API,我可以放心地忽略这个准则吗?如果我确实继承了List,结果发现我需要一个公共API,我会遇到什么困难?

为什么这很重要?列表是一个列表。什么可能会改变?我可能想要改变什么?

最后,如果微软不想让我继承List,他们为什么不把这个类封起来呢?

我还能用什么?

显然,对于自定义集合,Microsoft提供了一个Collection类,该类应该扩展而不是List。但是这个类非常简单,没有很多有用的东西,例如AddRange。jvitor83的答案为该特定方法提供了性能基础,但如何使缓慢的AddRange不比没有AddRange更好?

从收藏中继承比从列表中继承要多得多,我看不出有什么好处。当然,微软不会无缘无故地让我做额外的工作,所以我忍不住觉得我在某种程度上误解了什么,而继承Collection实际上并不是解决我问题的正确方法。

我看到了一些建议,比如实施IList。只是没有。这是几十行样板代码,我什么也没得到。

最后,一些人建议将列表包装为:

class FootballTeam 
{ 
    public List<FootballPlayer> Players; 
}

这有两个问题:

这使我的代码变得不必要地冗长。我现在必须调用my_team.Players.Count而不是my_team.Count。幸运的是,使用C#,我可以定义索引器以使索引透明,并转发内部List的所有方法。。。但这是很多代码!我做这些工作能得到什么?这显然没有任何意义。足球队没有球员名单。这是球员名单。你不会说“约翰·麦克足球先生加入了SomeTeam的球员”。你说“John加入了SomeTeam”。您不向“字符串的字符”添加字母,而是向字符串添加字母。您不向图书馆的图书添加图书,而是向图书馆添加图书。

我意识到“幕后”发生的事情可以说是“将X添加到Y的内部列表中”,但这似乎是一种非常反直觉的思考世界的方式。

我的问题(总结)

正确的C#表示数据结构的方式是什么?数据结构“逻辑上”(也就是说,“对人类的大脑”)只是一个带有一些铃铛和口哨的列表?

从列表<T>继承总是不可接受的吗?什么时候可以接受?为什么?程序员在决定是否从List<T>继承时,必须考虑什么?


当前回答

序列化问题

One aspect is missing. Classes that inherit from List can't be serialized correctly using XmlSerializer. In that case DataContractSerializer must be used instead, or an own serializing implementation is needed.
public class DemoList : List<Demo>
{
    // using XmlSerializer this properties won't be seralized
    // There is no error, the data is simply not there.
    string AnyPropertyInDerivedFromList { get; set; }     
}

public class Demo
{
    // this properties will be seralized
    string AnyPropetyInDemo { get; set; }  
}

进一步阅读:当类从List继承时,XmlSerializer不会序列化其他属性

改用IList

我个人不会继承List,而是实现IList。Visual Studio将为您完成这项工作,并创建一个完整的工作流程。看这里:如何获得IList的完整工作实现

其他回答

这取决于上下文

当你把你的球队作为一个球员列表时,你把足球队的“想法”归结为一个方面:你把“球队”缩小到你在球场上看到的人。这一预测仅在特定情况下是正确的。在不同的背景下,这可能是完全错误的。想象一下你想成为球队的赞助商。所以你必须和团队的经理谈谈。在这种情况下,团队将被列入其经理名单。这两个列表通常不会重叠太多。其他情况包括当前玩家与前玩家等。

语义不清晰

因此,将一个团队视为其球员列表的问题在于,它的语义取决于上下文,并且当上下文发生变化时无法扩展。此外,很难表达您所使用的上下文。

类是可扩展的

当您使用只有一个成员的类(例如IListactivePlayers)时,您可以使用成员的名称(以及其注释)来明确上下文。当有其他上下文时,只需添加一个额外的成员。

类更复杂

在某些情况下,创建一个额外的类可能是过度的。每个类定义都必须通过类加载器加载,并由虚拟机缓存。这会消耗运行时性能和内存。当你有一个非常具体的背景时,可以将足球队作为球员列表。但在这种情况下,您应该只使用IList,而不是从它派生的类。

结论/注意事项

当你有一个非常具体的背景时,可以将一个团队作为一个球员列表。例如,在方法内部,完全可以写:

IList<Player> footballTeam = ...

使用F#时,甚至可以创建类型缩写:

type FootballTeam = IList<Player>

但当背景更广泛甚至不清楚时,你不应该这样做。当您创建一个新的类,而该类将来可能使用的上下文不清楚时,情况尤其如此。警告标志是当你开始向你的班级添加额外的属性(球队名称、教练等)时。这是一个明确的标志,表明班级的使用环境不是固定的,将来会改变。在这种情况下,您不能将球队视为球员列表,但您应该将球员列表(当前活跃、未受伤等)建模为球队的属性。

如果足球队有一支预备队和主力队呢?

class FootballTeam
{
    List<FootballPlayer> Players { get; set; }
    List<FootballPlayer> ReservePlayers { get; set; }
}

你将如何建模?

class FootballTeam : List<FootballPlayer> 
{ 
    public string TeamName; 
    public int RunningTotal 
}

这种关系显然是有一个,而不是一个。

还是退役球员?

class FootballTeam
{
    List<FootballPlayer> Players { get; set; }
    List<FootballPlayer> ReservePlayers { get; set; }
    List<FootballPlayer> RetiredPlayers { get; set; }
}

根据经验,如果您想从集合继承,请将类命名为SomethingCollection。

你的SomethingCollection在语义上有意义吗?只有当你的类型是Something的集合时才这样做。

就足球队而言,这听起来不太对。团队不仅仅是集合。正如其他答案所指出的,一个团队可以有教练、教练等。

FootballCollection听起来像是足球的集合,也可能是足球用品的集合。TeamCollection,团队的集合。

FootballPlayerCollection听起来像是一个球员集合,如果你真的想这样做的话,它将是继承自List<FootballPlayer>的类的有效名称。

真正的列表<FootballPlayer>是一个非常好的类型。如果您从方法返回IList<FootballPlayer>,则可能是这样。

总而言之

问问你自己

X是Y吗?或者有X和Y?我的类名是什么意思?

正如所有人都指出的那样,一队球员并不是一个球员名单。世界各地的许多人都犯了这个错误,可能是不同专业水平的人。问题往往很微妙,偶尔也很严重,就像本例中的情况一样。这样的设计是糟糕的,因为它们违反了利斯科夫替代原则。互联网上有许多很好的文章解释这个概念,例如。,http://en.wikipedia.org/wiki/Liskov_substitution_principle

总之,类之间的父/子关系中有两条规则需要保留:

子项不应要求低于完全定义父项的特征。除了完全定义孩子之外,父母不应要求任何特征。

换句话说,父级是子级的必要定义,子级是父级的充分定义。

这里有一种方法来思考解决方案并应用上述原则,这将有助于避免这种错误。我们应该通过验证父类的所有操作在结构和语义上是否对派生类有效来检验假设。

足球队是足球运动员的名单吗?(列表的所有财产是否以相同的含义应用于团队)团队是同质实体的集合吗?是的,球队是球员的集合球员的出场顺序是否描述了球队的状态?球队是否确保除非明确更改,否则顺序将被保留?没有,也没有球员是否会根据他们在球队中的顺序被纳入/淘汰?不

如您所见,只有列表的第一个特征适用于团队。因此,团队不是列表。列表将是您如何管理团队的实现细节,因此它只能用于存储玩家对象,并使用team类的方法进行操作。

在这一点上,我想指出,在我看来,Team类甚至不应该使用List实现;在大多数情况下,它应该使用Set数据结构(例如HashSet)来实现。

这里有很多很好的答案,但我想谈谈我没有提到的东西:面向对象的设计是关于增强对象的能力。

您希望将所有规则、附加工作和内部细节封装在适当的对象中。以这种方式,与此交互的其他对象不必担心这一切。事实上,您希望更进一步,积极防止其他对象绕过这些内部。

从列表继承时,所有其他对象都可以将您视为列表。他们可以直接访问添加和删除玩家的方法。你会失去控制;例如:

假设你想通过了解球员是退役、辞职还是被解雇来区分球员何时离开。您可以实现一个RemovePlayer方法,该方法采用适当的输入枚举。然而,通过从List继承,您将无法阻止对Remove、RemoveAll甚至Clear的直接访问。结果,你实际上取消了足球队课程的资格。


关于封装的其他想法。。。您提出了以下问题:

这使我的代码变得不必要地冗长。我现在必须调用my_team.Players.Count而不是my_team.Count。

你是对的,这对于所有使用你团队的客户来说都是不必要的冗长。然而,这个问题与你将名单球员暴露给所有人的事实相比是很小的,这样他们就可以在没有你同意的情况下玩弄你的球队。

你接着说:

这显然没有任何意义。足球队没有球员名单。这是球员名单。你不会说“约翰·麦克足球先生加入了SomeTeam的球员”。你说“John加入了SomeTeam”。

第一点你错了:去掉“列表”这个词,很明显一支球队确实有球员。然而,你用第二个击中了要害。你不希望客户端调用ateam.Players.Add(…)。你确实希望他们调用ateam.AddPlayer(…),而你的实现(可能还有其他事情)会在内部调用Players.Add(…)。


希望您能够看到封装对于增强对象的能力是多么重要。您希望让每个类都能很好地完成其工作,而不必担心其他对象的干扰。

我肮脏的秘密:我不在乎别人说什么,我也这么做。.NET Framework以“XxxxCollection”(我头上的例子是UIElementCollection)传播。

那么,是什么阻止了我说:

team.Players.ByName("Nicolas")

当我发现它比

team.ByName("Nicolas")

此外,我的PlayerCollection可能会被其他类使用,如“俱乐部”,而不需要任何代码重复。

club.Players.ByName("Nicolas")

昨天的最佳实践可能不是明天的最佳实践。大多数最佳做法背后没有任何原因,大多数只是社区之间的广泛共识。与其问社区,当你这样做时,它是否会责怪你,不如问问自己,什么更容易阅读和维护?

team.Players.ByName("Nicolas") 

or

team.ByName("Nicolas")

真正地你有什么疑问吗?现在,您可能需要处理其他技术限制,这些限制会阻止您在实际用例中使用List<T>。但不要添加不应该存在的约束。如果微软没有记录原因,那么这无疑是一个“最佳实践”。