C# 具有继承的专业化和专业化方法返回的Fluent builder（奇怪的重复模板）

我正在尝试编写一个其他开发人员可以流利使用的数据管道生成器。如果我从一个预期结果的示例开始，这可能是最简单的：

var b=newbuilder（）；
b、 批处理（）.BatchedOperation（）.Unbatch（）.UnbatchedOperation（）等。

我已经能够创建一个抽象构建器，它可以由派生构建器使用奇怪的重复模板模式进行专门化

我正在努力解决的一个关键问题是，某些操作应该只有在某些其他操作之后才能进行。具体来说，管道中有两种主要类型的操作：对实例集起作用的操作和对单个实例起作用的操作。因此，仅在已批处理的管道上执行

批处理操作

，在已取消批处理的管道上执行

取消批处理操作

，才有效

为了下面的示例代码，我将管道视为在任何一个时间处于两种形式之一：

Foo

形式或

Bar

形式。这基本上等同于批处理或取消批处理，但它将代码缩减到核心问题，而不必考虑批处理或取消批处理的确切含义，并消除了混乱

首先，假设我从以下内容开始，即基本CRTP：

public abstract class Builder<TBuilder> where TBuilder : Builder<TBuilder>
{
    protected TBuilder builder;
    internal Builder() => builder = (TBuilder)this;
    public TBuilder Bar() => builder;
    public TBuilder Foo() => builder;
}

这是不好的，因为一旦管道被

Foo（）

d，就不可能再

Foo（）

它，因为它现在处于

Bar（）

able状态。很明显，这会抛出一个运行时错误，但它不会在编译时被捕获（特别是intellisense）

我可以使用接口限制管道操作的结果：

公共接口IBar{IFoo Bar（）；}
公共接口IFoo{IBar Foo（）；}
公共抽象类生成器：IFoo、IBar
其中TBuilder:Builder
{
受保护的TBuilder-builder；
内部生成器（）=>Builder=（TBuilder）此；
public IFoo Bar（）=>builder；
公共IBar Foo（）=>builder；
}

然而，这会使它回到一个不可继承的构建器，因为现在我的派生构建器一旦被

Foo（）

d使用就不能工作了。在这一点上，它不再是

Special（）

d，因为它现在是

IBar

，而不是

SpecialBuilder

似乎我需要额外的专用接口：

公共接口ISpecialFoo:IFoo{T Special（）；}
公共接口ISpecialBar:IBar{T Special（）；}

当然，抽象的

Builder

仍然不能指定

Bar（）

在

IFoo

中返回，因为它仍然不是

SpecialBuilder

，因此不能是

Special（）

d。因此，似乎接口返回类型本身也需要遵循奇怪的循环模板模式

这就是我大脑开始受伤的地方。我想也许是这样：

公共抽象类生成器
：IFoo，IBar//这两个错误
其中TBuilder:Builder、IFoo、IBar、TFoo、TBar
其中TFoo:IFoo
哪里有TBar:IBar
{
受保护的TBuilder-builder；
内部生成器（）=>Builder=（TBuilder）此；
公共TFoo Bar（）=>builder；
公共TBar Foo（）=>builder；
}

但这给了我两个对称的错误，即试图从上述接口继承：

“生成器”未实现接口成员 IFoo.Foo（）Builder.Foo（）无法 实现“IFoo.Foo（）”，因为它没有 “IBar”的匹配返回类型

“生成器”未实现接口成员 “IBar.Bar（）。”Builder.Bar（）无法 实现“IBar.Bar（）”，因为它没有 匹配“IFoo”的返回类型

这可能吗？我真的很想给这段代码的用户提供编译时帮助，例如，intellisense只显示生成器状态的有效操作。但他们的收获显然是我在这里的痛苦

下面是一个完整的控制台应用程序，它展示了我所获得的最接近的结果：

公共接口ISpecial{SpecialBuilder Special（）；}
公共接口ISpecialFoo:IFoo，ISpecial{}
公共接口ISpecialBar:IBar，ISpecial{}
公共接口IBar{IFoo Bar（）；}
公共接口IFoo{IBar Foo（）；}
内部课程计划
{
私有静态void Main（字符串[]args）
{
var b=新的SpecialBuilder（）；
b、 特殊（）.Foo（）.Special（）.Bar（）；
}
}
公共抽象类生成器
其中TBuilder:Builder、TFoo、TBar
其中TFoo:IFoo
哪里有TBar:IBar
{
受保护的TBuilder-builder；
内部生成器（）=>Builder=（TBuilder）此；
公共TFoo Bar（）=>builder；
公共TBar Foo（）=>builder；
}
公共类特殊生成器：生成器、ISPSpecialFoo、ISPSpecialBar
{
公共SpecialBuilder（）：base（）{}
public SpecialBuilder Special（）=>builder；
}

只需将类型信息挂起即可

//我将通用接口移到了CRTP基内部
//为CRTP使用者保存一些输入。
//您还可以将IState1和IState2移到外部
//它们将需要通用参数TIState1、TIState2。
公共抽象类生成器
：Builder.IState1，
Builder.IState2
//这个约束会编译（或不会编译）。
其中TBuilder:Builder、TIState1、TIState2
其中TIState1:Builder.IState1
其中TIState2:Builder.IState2
{
公共接口IState1{TIState2 OpState1（）；}
公共接口IState2{TIState1 OpState2（）；}
私人建筑商；
受保护的生成器（）{that=（TBuilder）this；}
public TIState2 OpState1（）{返回该；}
public TIState1 OpState2（）{返回该；}
}
公共密封类MyBuilder
：建筑商，
MyBuilder.IMyState1、MyBuilder.IMyState2
{
公共接口IMySpecial{MyBuilder OpSpecial（）；}
公共接口IMyState1:IStat
var b = new SpecialBuilder();
b.Foo().Foo().etc