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

我想我不同意你的概括。一支球队不仅仅是球员的集合。一支球队有很多关于它的信息——名字、队徽、管理/行政人员的集合、教练组的集合,然后是球员的集合。因此,您的FootballTeam类应该有3个集合,而不是一个集合;如果要正确模拟真实世界。

您可以考虑一个PlayerCollection类,它像SpecializedStringCollection一样提供一些其他功能,例如在将对象添加到内部存储或从内部存储中删除之前进行验证和检查。

也许,PlayerCollection的概念更适合您的首选方法?

public class PlayerCollection : Collection<Player> 
{ 
}

然后足球队可以是这样的:

public class FootballTeam 
{ 
    public string Name { get; set; }
    public string Location { get; set; }

    public ManagementCollection Management { get; protected set; } = new ManagementCollection();

    public CoachingCollection CoachingCrew { get; protected set; } = new CoachingCollection();

    public PlayerCollection Players { get; protected set; } = new PlayerCollection();
}

其他回答

指南所说的是,公共API不应透露您是否使用列表、集合、字典、树或其他任何东西的内部设计决策。“团队”不一定是列表。您可以将其实现为列表,但公共API的用户应该在需要知道的基础上使用您的类。这允许您在不影响公共接口的情况下更改决策并使用不同的数据结构。

如果您的类用户需要List拥有的所有方法和财产,您应该从中派生类。如果他们不需要,请将List括起来,并为类用户实际需要的方法制作包装器。

这是一个严格的规则,如果你编写了一个公共API,或者其他很多人都会使用的代码。如果你有一个很小的应用程序,并且开发者不超过2个,你可以忽略这个规则。这将为您节省一些时间。

对于小型应用程序,您也可以考虑选择另一种不那么严格的语言。Ruby、JavaScript——任何允许您编写更少代码的东西。

设计>实施

您公开的方法和财产是一个设计决策。您从中继承的基类是一个实现细节。我觉得回到从前是值得的。

对象是数据和行为的集合。

因此,您的第一个问题应该是:

这个对象在我创建的模型中包含哪些数据?该对象在该模型中表现出什么行为?这在未来会发生什么变化?

记住,继承意味着“isa”(是a)关系,而组合意味着“hasa”(hasa)关系。在您的视图中选择适合您的情况的应用程序,记住随着应用程序的发展,事情可能会走向何方。

考虑在考虑具体类型之前先考虑界面,因为有些人发现这样更容易将大脑置于“设计模式”。

这并不是每个人在日常编码中都有意识地做到的。但是,如果你在考虑这类话题,你就在踩设计的水。意识到这一点可以让人解放。

考虑设计规范

看看MSDN或Visual Studio上的List<T>和IList<T>。查看它们公开了哪些方法和财产。在你看来,这些方法都像是有人想对足球队做的吗?

足球队逆转()对你有意义吗?footballTeam.ConvertAll<TOutput>()看起来像你想要的吗?

这不是一个技巧问题;答案可能真的是“是”。如果您实现/继承List<Player>或IList<Player>,您将无法摆脱它们;如果这对你的模型很理想,那就去做吧。

如果您决定是,这是有意义的,并且您希望您的对象可以作为玩家的集合/列表(行为)处理,因此您希望实现ICollection<Player>或IList<Player>

class FootballTeam : ... ICollection<Player>
{
    ...
}

如果您希望您的对象包含玩家(数据)的集合/列表,并且因此希望该集合或列表是属性或成员,那么一定要这样做

class FootballTeam ...
{
    public ICollection<Player> Players { get { ... } }
}

你可能会觉得,你希望人们只能列举一组玩家,而不是数数、添加或删除他们。IEnumerable<Player>是一个非常有效的选择。

您可能会觉得这些接口在您的模型中根本没有用处。这是不太可能的(IEnumerable<T>在许多情况下都很有用),但它仍然是可能的。

任何人如果试图告诉你其中一个在任何情况下都是绝对错误的,那就是误入歧途。任何人试图告诉你在任何情况下都是绝对正确的,都是被误导的。

转到实施

一旦您决定了数据和行为,就可以决定实施。这包括通过继承或组合依赖于哪些具体类。

这可能不是一个很大的步骤,人们经常将设计和实现混为一谈,因为很有可能在一两秒钟内在脑海中完成所有这些,然后开始打字。

思想实验

一个人为的例子:正如其他人所提到的,一支球队并不总是“只是”一批球员。你有为球队收集比赛分数吗?在你的模式中,球队是否可以与俱乐部互换?如果是这样的话,如果你的球队是一个球员的集合,也许它也是一个员工的集合和/或分数的集合。然后你会得到:

class FootballTeam : ... ICollection<Player>, 
                         ICollection<StaffMember>,
                         ICollection<Score>
{
    ....
}

尽管是设计,但在C#中,此时无论如何都无法通过从List<t>继承来实现所有这些,因为C#“仅”支持单个继承。(如果你在C++中尝试过这种浮夸,你可能会认为这是一件好事。)通过继承实现一个集合,通过组合实现一个,可能会感觉很脏。而Count等财产会让用户感到困惑,除非显式实现ILIst<Player>.Count和ILIst<StaffMember>.Cunt等,否则它们只会让人感到痛苦,而不会让人感到困惑。你可以看到这是怎么回事;沿着这条路思考时的直觉很可能会告诉你,朝着这个方向前进是错误的(无论对错,如果你这样做,你的同事也可能会这样做!)

简短的回答(太迟了)

关于不从集合类继承的准则不是C#特定的,您可以在许多编程语言中找到它。这是公认的智慧,而不是法律。一个原因是,在实践中,在可理解性、可实现性和可维护性方面,组合通常被认为优于继承。在现实世界/领域对象中,找到有用的、一致的“hasa”关系比找到有用的和一致的“isa”关系更常见,除非你深入抽象,尤其是随着时间的推移和代码中对象的精确数据和行为的改变。这不应该导致您总是排除从集合类继承;但它可能是暗示性的。

这让我想起了“是”与“有”的权衡。有时直接从超级类继承更容易,也更有意义。其他时候,创建一个独立的类并将继承自的类包含为成员变量更有意义。您仍然可以访问类的功能,但不绑定到接口或从类继承可能产生的任何其他约束。

你是做什么的?就像很多事情一样。。。这取决于上下文。我要使用的指南是,为了从另一个类继承,确实应该存在“是一种”关系。所以,如果你正在写一个叫BMW的课程,它可以继承自Car,因为BMW确实是一辆车。马类可以继承自哺乳动物类,因为马实际上是现实生活中的哺乳动物,任何哺乳动物功能都应该与马相关。但你能说一个团队就是一个列表吗?据我所知,这似乎不是一个真正的“是”列表。所以在本例中,我将一个List作为成员变量。

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。