用属性模拟多继承机制
一、问题的提出
在一个项目中,如果我们要使用窗口,那很简单,只需要几行代码就可以拥有一个窗口:
using System;
using System.Windows.Forms;
namespace WindowsApplication1
{
/// <summary>
/// 一个最简单的窗口
/// </summary>
public class Form1 : Form { }
}
这是一个最简单的窗口,如果我们想为它加点东西,比如,给它加一个背景色,我们可以这样做:
public class YellowForm : Form
{
public YellowForm()
{
this.BackColor = Color.Yellow;
}
}
如果我们要的是一组背景色为黄色的窗口,那就可以把YellowForm作为基类,其他窗口再从YellowForm继承就可以了:
…
public class Class2 : YellowForm { }
…
同样,我们还可以对窗口做其他的一些修饰,比如,我们要一组可以使用鼠标进行拖动的窗口,就可以这样做(为了节省篇幅,具体细节省略):
public class MovableForm : Form
{
public MovableFormAttribute()
{
this.MouseDown += new MouseEventHandler(FormMouseDown);
this.MouseMove += new MouseEventHandler(FormMouseMove);
this.MouseUp += new MouseEventHandler(FormMouseUp);
}
private void FormMouseDown(object sender, System.Windows.Forms.MouseEventArgs e)
{ … }
private void FormMouseMove(object sender, System.Windows.Forms.MouseEventArgs e)
{ … }
private void FormMouseUp(object sender, System.Windows.Forms.MouseEventArgs e)
{ … }
}
同样的道理,只要像使用YellowForm一样,我们就可以使用MovableForm了。可是,如果我们想用YellowForm,又想用MovableForm呢?
二、问题的解决方案
如果我们可以这样使用YellowForm和MovableForm:
public class Class2 : YellowForm , MovableForm { }
那多好啊!可是,这是不现实的,C# 不支持多继承——地球人都知道。
不过,C# 提供了一个很好的机制——属性(Attribute)。利用它,我们就有可能像《C++设计新思维》里面使用 Policy 那样使用 YellowForm 和 MovableForm:
[YellowForm]
[MovableForm]
public class Class1 : Form { }
这样,即使我们想为窗口再加其他的特性也只需再加一条属性就可以了,而不必修改其他任何的代码。
好吧,就让我们朝这个方向努力吧。
三、解题过程
下面,我们以YellowForm为例,来想办法解决这个问题。
此时,YellowForm已经变成一个Attribute了,那么,至少它的定义就应该是这样了:
public class YellowFormAttribute : Attribute { }
那么,修改Form的属性应该在哪里进行呢?如果属性可以像
[YellowForm(this)]
这样用,那问题可就简单多了。可往往理想与现实是有差距的——属性在使用时是不可以用this关键字。因此,我们就只能在 YellowFormAttribute 的内部加一个方法用来修改Form的属性:
public interface IPlunge
{
void Plunge(Form owner);
}
public class YellowFormAttribute : Attribute,IPlunge
{
public void Plunge(Form owner)
{
owner.BackColor = Color.Yellow;
}
}
Plunge方法是所有这类Attribute的公共方法,因此,我们可以将它放到一个接口中。与此同时,问题也就来了——应该在什么地方调用Plunge方法呢?在构造函数里吗?不可能的,因为前面已经说过,我们是不可以用this把Form这个类的实例当参数传给Attribute的。可是,我们又不希望这样调用这个方法:
[YellowForm]
[MovableForm]
public class Class1 : Form
{
public Class1()
{
foreach ( Attribute attr in
this.GetType().GetCustomAttributes(typeof(IPlunge),true) )
{
IPlunge plunge = attr as IPlunge;
plunge.Plunge(this);
}
}
}
如果这样做,就违背了我们设计的初衷了——只添加或删除属性,而不修改任何代码。不过,通过上面代码,我们可以很自然的想到——在Form和Class1之间加一层吧!这样,我们就可以把需要在Class1的构造函数中执行的代码转移到新增的中间那一层上去执行。于是,我们就可以写这样一个类:
public class FormEx : Form
{
public FormEx()
{
Plunge();
}
private void Plunge()
{
foreach ( Attribute attr in
this.GetType().GetCustomAttributes(typeof(IPlunge),true) )
{
IPlunge plunge = attr as IPlunge;
plunge.Plunge(this);
}
}
}
那么,我们理想的解决方案就诞生了,我们只需这样就可以使用我们定制的各种窗口特性了:
[YellowForm]
[MovableForm]
public class Class1 : FormEx { }
四、总结
我们为了实现给窗口加各种特性,而使用属性模拟多继承机制。我们可以将这个方法扩展到其他各种类似的应用中,使之成为一种解决方案。
为了可以适应一般化的应用,我们还必须对以上的代码做一些修改,使他们可以更通用,最主要的是——我们应该修改IPlunge接口,使之更一般化:
public interface IPlunge
{
void Plunge(object obj);
}
修改了IPlunge之后,对于一般化的应用,我们就应该在写XXXAttribute类时做一点小小的改动,拿上面的YellowFormAttribute为例,我们就应该把Plunge方法改为:
public void Plunge(object obj)
{
Form owner = obj as Form;
owner.BackColor = Color.Yellow;
}
只要这样做一次内置转换,把object类型转换为我们所希望的类型就可以了。
就这样,我们就可以用属性来模拟多继承了。