C# generics with interfaces

Question

Я пытаюсь научиться создавать общие классы с помощью C#. Может кто-нибудь объяснить, почему я получаю ошибку компиляции при запуске этой программы.

Я создал интерфейс IZooAnimal. Все животные зоопарка будут реализовывать этот интерфейс.

public interface IZooAnimal 
{ 
    string Id { get; set; } 
} 

public class Lion : IZooAnimal 
{ 
    string Id { get; set; } 
} 

public class Zebra : IZooAnimal 
{ 
    public string Id { get; set; } 
} 

ZooCage будет держать животных одного и того же типа

public class ZooCage<T> where T : IZooAnimal 
{ 
    public IList<T> Animals { get; set; } 
} 

Класс зоопарка называемые клетки

public class Zoo 
{ 
    public IList<ZooCage<IZooAnimal>> ZooCages { get; set; } 
} 

Программа, которая использует классы

class Program 
{ 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     var lion = new Lion(); 
     var lionCage = new ZooCage<Lion>(); 
     lionCage.Animals = new List<Lion>(); 
     lionCage.Animals.Add(lion); 

     var zebra = new Zebra(); 
     var zebraCage = new ZooCage<Zebra>(); 
     zebraCage.Animals = new List<Zebra>(); 
     zebraCage.Animals.Add(zebra); 

     var zoo = new Zoo(); 
     zoo.ZooCages = new List<ZooCage<IZooAnimal>>(); 

     zoo.ZooCages.Add(lionCage); 
    } 
} 

Когда я компиляция Я получаю follo ошибка крыла: Ошибка 2 Аргумент 1: не удается преобразовать из «ConsoleApplication2.ZooCage<ConsoleApplication2.Lion>» в «ConsoleApplication2.ZooCage<ConsoleApplication2.IZooAnimal>»

Какие изменения я должен сделать для того, чтобы моя программа работать?

Answer 1

Вы должны определить свои списки не с конкретным типом, который реализует интерфейс, но с интерфейсом:

var lionCage = new ZooCage<IZooAnimal>(); 
    lionCage.Animals = new List<IZooAnimal>(); 

Тогда ваш код будет работать, как ожидалось.

Исходный код не работает, так как не допускается преобразовывать конкретные типы в обобщенный тип (в качестве @ default.kramer указано covariance and contravariance).

Решение, которое я придумал следующий:

// your ZooCage is still generic 
public class ZooCage<T> 
{ 
    // but you declare on creation which type you want to contain only! 
    private Type cageType = null; 
    public ZooCage(Type iMayContain) 
    { 
     cageType = iMayContain; 
     animals = new List<T>(); 
    } 
    // check on add if the types are compatible 
    public void Add(T animal) 
    { 
     if (animal.GetType() != cageType) 
     { 
      throw new Exception("Sorry - no matching types! I may contain only " + cageType.ToString()); 
     } 
     animals.Add(animal); 
    } 
    // should be generic but not visible to outher world! 
    private IList<T> animals { get; set; } 
} 

Этот код позволяет сделать:

var lion = new Lion(); 
    var lionCage = new ZooCage<IZooAnimal>(typeof(Lion)); 
    lionCage.Add(lion); 

    var zebra = new Zebra(); 
    var zebraCage = new ZooCage<IZooAnimal>(typeof(Zebra)); 
    zebraCage.Add(zebra); 

Но он выдаст ошибку на:

zebraCage.Add(lion); 

сейчас зоопарк можно безопасно расширить.

Answer 2

Поскольку вы хотите иметь несколько клеток, но каждый тип клетки может удерживать только одно животное, ваша модель слегка выключена.

я переписал код следующим образом:

• IZooAnimal неизменна.
• Существует ковариантный интерфейс ICage, который принимает любые типы IZooAnimal. Это позволяет вам иметь сильно типизированную клетку для каждого типа животных.
• Затем у меня есть Cage конкретная реализация ICage. Cage является общим, но вы можете так же легко сделать его абстрактным классом, а затем сделать реалистичные реализации клеток. Например, если вашей зебре нужно кормить траву, а вашему льву нужно кормить мясо, вы можете специализироваться на реализации их клеток.

Вот полный код:

public interface IZooAnimal 
{ 
    string Id { get; set; } 
} 

public interface ICage<out T> where T : IZooAnimal 
{ 
    IReadOnlyCollection<T> Animals { get; } 
} 

public class Cage<T> : ICage<T> where T: IZooAnimal 
{ 
    private readonly List<T> animals = new List<T>(); 

    public IReadOnlyCollection<T> Animals 
    { 
     get 
     { 
      return animals.AsReadOnly(); 
     } 
    } 

    public void CageAnimal(T animal) 
    { 
     animals.Add(animal); 
    } 
} 

public class Lion : IZooAnimal 
{ 
    public string Id { get; set; } 
} 

public class Zebra : IZooAnimal 
{ 
    public string Id { get; set; } 
} 

public class Zoo 
{ 
    public IList<ICage<IZooAnimal>> Cages { get; set; } 
} 

internal class Program 
{ 

    private static void Main(string[] args) 
    { 
     var lion = new Lion(); 
     var zebra = new Zebra(); 
     var lionCage = new Cage<Lion>(); 
     lionCage.CageAnimal(lion); 

     var zebraCage = new Cage<Zebra>(); 
     zebraCage.CageAnimal(zebra); 

     var zoo = new Zoo(); 
     zoo.Cages.Add(lionCage); 
     zoo.Cages.Add(zebraCage); 

    } 
} 

Answer 3

@ ответ DanielMann является довольно хорошо, но страдает от одного недостатка: оригинальный IList интерфейс не может быть использован с интерфейсом ICage. Вместо этого, ICage должен выставить ReadOnlyCollection и выставить новый метод CageAnimal.

Я также переписал код с использованием аналогичного подхода. Моя реализация ICage намного слабее, но она позволяет вам придерживаться семантики IList.

public interface IZooAnimal 
{ 
    string Id { get; set; } 
} 

public class Lion : IZooAnimal 
{ 
    public string Id { get; set; } 
} 

public class Zebra : IZooAnimal 
{ 
    public string Id { get; set; } 
} 

public interface ICage 
{ 
    IEnumerable<IZooAnimal> WeaklyTypedAnimals { get; } 
} 

public class Cage<T> : ICage where T : IZooAnimal 
{ 
    public IList<T> Animals { get; set; } 

    public IEnumerable<IZooAnimal> WeaklyTypedAnimals 
    { 
     get { return (IEnumerable<IZooAnimal>) Animals; } 
    } 
} 

public class Zoo 
{ 
    public IList<ICage> ZooCages { get; set; } 
} 

class Program 
{ 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     var lion = new Lion(); 
     var lionCage = new Cage<Lion>(); 
     lionCage.Animals = new List<Lion>(); 
     lionCage.Animals.Add(lion); 

     var zebra = new Zebra(); 
     var zebraCage = new Cage<Zebra>(); 
     zebraCage.Animals = new List<Zebra>(); 
     zebraCage.Animals.Add(zebra); 

     var zoo = new Zoo(); 
     zoo.ZooCages = new List<ICage>(); 

     zoo.ZooCages.Add(lionCage); 
    } 
}