Generics 并行继承链中的多态性与类型安全

我有两个平行的继承链：

Chain1:
Animal <- Lion
       <- Gazelle

Chain2:
Food   <- Meat
       <- Grass

但是，此代码不是类型安全的。如果我用草喂我的狮子，我只会在运行时遇到我的bug

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有人能给我提供一个代码示例，在不牺牲多态性的情况下使用泛型来促进类型安全吗？

嗯，也许您可以修改您的第一个继承链：

畜生 -食肉动物 -狮子 -老虎 - ... -食草动物 -羊

然后，你可以这样做：

public class Animal<T> where T : Food
{
    public abstract T Eats { get; set; }
}

public class Carnivore : Animal<Meat>
{
   ...
}

公共级动物，其中T:食物
{
公共抽象T{get；set；}
}
公共级食肉动物：动物
{
...
}

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我还没有测试，这只是我的想法…

动物可以是一个通用类：

public abstract class Animal<T> where T : Food
{
    public abstract T Eats {get;set;}
}

公共抽象类动物，其中T:Food
{
公共抽象T{get；set；}
}

然后你可以把狮子变成这样的肉食动物

public class Lion : Animal<Meat>
{
    //etc...
}    

公共类狮子：动物
{
//等等。。。
}    

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但这并非最佳解决方案。您不能再将animal用作多态接口，因为要使用它，您需要了解有关其实现的详细信息。这可能不是多态性的地方。

我认为这是一个错误的两难选择。食物似乎更接近于一个接口而不是一个抽象的基类，因为它听起来根本不像肉和草。取而代之的是，考虑一下：

public interface IFood {
  public boolean IsForCarnivores();
}

public class Lion : Animal {
  ...
  public override IFood Eats
  {
    get { ... }
    set 
    {
      if (value.IsForCarnivores()) DoSomething(value);
      else throw new Exception("I can't eat this!");
    }
  }
}

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使用组合而不是继承：

与其基于消化系统进行继承，不如将消化分解为自己的一组类。
首先，一个描述不同饮食方式的界面

public interface IDigest
{
  void Eat(Meat food);
  void Eat(Plant food);
  void Eat(Offal food); //lol nethack
}

食肉动物吃肉，有时吃草药，不喜欢吃垃圾：

public class Carnivorous : IDigest
{ 
  public void Eat(Meat food)
  {
    Console.Write("NOM NOM");
  }
  public void Eat(Plant food)
  {
    if(Starving)
     Console.Write("Ugh, better than nothing.");
    else
      Vomit();
  }
  public void Eat(Offal food)
  {
    Vomit();
  }
}

食草动物很挑剔，宁愿死也不愿吃肉（我知道，保留你的评论，这就是一个例子）

杂食动物什么都吃。见证一场州博览会

public class Omnivorous : IDigest
{ 
  public void Eat(Meat food)
  {
    Console.Write("NOM NOM");
  }
  public void Eat(Plant food)
  {
    Console.Write("NOM NOM");
  }
  public void Eat(Offal food)
  {
    Console.Write("NOM NOM");
  }
}

所有动物都必须进食，因此它们必须有消化系统和其他系统

public abstract class Animal
{
  /* lots of other stuff */
  public IConsume DigestiveSystem {get;set;}
  /* lots of other stuff */
}

嬉皮士是一种具有已知品味的动物；它在实例化时进行自我配置。也可以从外部注入行为和系统

public class Hippie : Animal
{
  public Hippie()
  {
    /*stuff*/
    DigestiveSystem = new Herbivore();
    BodyOdorSystem = new Patchouli();
    /*more stuff*/
  }
}

最后，让我们看看嬉皮士吃汉堡

public static void Main()
{
  Hippie dippie = new Hippie();
  Meat burger = new Meat("Burger", 2/*lb*/);
  dippie.DigestiveSystem.Eat(burger);
}

在为动物等复杂系统建模时，我更喜欢组合而不是继承。复杂系统可以快速分解继承树。以三种动物系统为例：杂食/食草动物/食肉动物、水/空气/陆地和夜间/日间。我们甚至不用担心如何决定哪种分类成为动物的第一个区别点。我们是先把动物引向食肉动物，先引向水生物，还是先引向夜间活动

由于杂食动物可以生活在空气中，喜欢夜间活动（蝙蝠*），也可以是白天行走的陆地生物（人类），因此你必须有一条符合每个选项的遗传路径。这是一个已经有54种不同类型的继承树（它很早，很好）。动物比这复杂得多。您可以很容易地得到一个具有数百万类型的继承树。绝对是合成而不是继承

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*例如，新西兰短尾蝙蝠是杂食性的

狮子不吃草？至少我们的猫过去偶尔吃草；-）这不会使Eats属性像原始问题中那样具有任何类型安全性。如果你给狮子喂草，你仍然不会得到编译错误。此外，这不是错误的困境，而是涵盖了现实生活中的场景。实际上，您没有回答正确的问题，这是关于并行继承链的问题。（动物王国只是多态性的典型教科书例子）。如果要考虑复杂的继承问题，我会选择本体论。但我奖励你幽默的例子！答案已经给出并被接受。我对展示另一种设计更感兴趣。继承很强大，但很容易被滥用。

public class Hippie : Animal
{
  public Hippie()
  {
    /*stuff*/
    DigestiveSystem = new Herbivore();
    BodyOdorSystem = new Patchouli();
    /*more stuff*/
  }
}

public static void Main()
{
  Hippie dippie = new Hippie();
  Meat burger = new Meat("Burger", 2/*lb*/);
  dippie.DigestiveSystem.Eat(burger);
}