如何在C#?枚舉中增加行為
枚舉的基本用法回顧
以下是一個常見的 C#
枚舉(enum
)的示例:
enum Weekday { Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday }
class Program { static void Main(string[] args) { Weekday today = Weekday.Tuesday; Console.WriteLine("今天是" + today.ToString() + "。"); Console.WriteLine("明天是" + (Weekday)(((int)today + 1) % 7) + "。"); Console.WriteLine("昨天是" + (Weekday)(((int)today + 6) % 7) + "。"); } }
在這個示例中,我們定義了一個名為 Weekday
的枚舉,其中包括每個星期的日子。然后在 Main
方法中,我們將 today
變量設(shè)置為 Tuesday
,并使用 ToString()
方法將其轉(zhuǎn)換為字符串。
接下來,我們計算并輸出明天和昨天的日子。我們使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換將枚舉值轉(zhuǎn)換為整數(shù),然后在取模 7 意義下加或減 1 或 6,以便正確地計算出前一天或后一天的日子。
輸出結(jié)果應(yīng)該是這樣的:
今天是 Tuesday。 明天是 Wednesday。 昨天是 Monday。
枚舉常見的設(shè)計模式運用
enum
可以應(yīng)用在許多種設(shè)計模式下:
- 狀態(tài)模式
- 策略模式
- 工廠模式
- 觀察者模式
介紹
- 狀態(tài)模式
狀態(tài)模式用于根據(jù)對象的內(nèi)部狀態(tài)來改變其行為。enum
可以很好地表示對象的狀態(tài),因此它是實現(xiàn)狀態(tài)模式的常見選擇。在 C#
中,您可以使用 switch
語句來根據(jù)不同的 enum
值執(zhí)行不同的操作。
- 策略模式
策略模式允許您根據(jù)運行時條件選擇不同的算法或行為。enum
可以很好地表示這些條件,因此它是實現(xiàn)策略模式的常見選擇。在 C#
中,您可以使用 switch
語句或 if-else
語句來根據(jù)不同的 enum
值選擇不同的算法或行為。
- 工廠模式
工廠模式允許您使用一個共同的接口來創(chuàng)建不同的對象。enum
可以很好地表示這些對象的類型,因此它是實現(xiàn)工廠模式的常見選擇。在 C#
中,您可以使用 switch
語句或 if-else
語句來根據(jù)不同的 enum
值創(chuàng)建不同的對象。
- 觀察者模式
觀察者模式用于建立對象之間的松散耦合關(guān)系。enum
可以很好地表示觀察者對象的狀態(tài),因此它是實現(xiàn)觀察者模式的常見選擇。在 C#
中,您可以使用 enum
來表示觀察者對象的狀態(tài),并使用委托或事件來通知觀察者對象。
智能枚舉
什么是智能枚舉?智能枚舉不是官方的一個稱謂,而是作者定義的一個名詞。
這種帶行為的一種枚舉,簡單的可以定義為:智能枚舉 = 枚舉 + 豐富的行為
。
它由原來的 enum
類型(值類型)改變成了 class
類型(引用類型),允許您將行為和方法綁定到每個枚舉類型上。這意味著您可以在枚舉類型上調(diào)用方法和屬性,就像在類實例上調(diào)用它們一樣。
智能枚舉跟設(shè)計模式的意義一樣,可以幫助您避免重復(fù)的代碼,并提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。它們還可以使您的代碼更加類型安全,因為編譯器可以驗證您是否使用了正確的枚舉值。
代碼示例
首先,我們先定義一個抽象的類型,方便后續(xù)重用:
public abstract class Enumeration<TEnum> : IEquatable<Enumeration<TEnum>> where TEnum : Enumeration<TEnum> { private static readonly Dictionary<int, TEnum?> Enumerations = GetEnumerations(); /// <summary> /// 枚舉類型 /// </summary> private static readonly Type EnumType = typeof(TEnum); protected Enumeration(int value, string name) { Value = value; Name = name; } /// <summary> /// 名稱 /// </summary> public string Name { get; protected init; } /// <summary> /// 值 /// </summary> public int Value { get; protected init; } public static TEnum? FromName(string name) => Enumerations.Values.SingleOrDefault(x => x.Name == name); public static TEnum? FromValue(int value) => Enumerations.TryGetValue(value, out var enumeration) ? enumeration : default; public bool Equals(Enumeration<TEnum>? other) => other is not null && GetType() == other.GetType() && Value == other.Value; public override bool Equals(object? obj) => obj is Enumeration<TEnum> other && Equals(other); public override int GetHashCode() => HashCode.Combine(Value, Name); private static Dictionary<int, TEnum?> GetEnumerations() => EnumType .GetFields(BindingFlags.Public | BindingFlags.Static | BindingFlags.FlattenHierarchy) .Where(x => EnumType.IsAssignableFrom(x.FieldType)) .Select(x => (TEnum?)x.GetValue(default)).ToDictionary(x => x?.Value ?? 0); }
先簡單解讀一下。
這是一個通用的 C#
抽象類,用于實現(xiàn)枚舉的高級功能。它使用泛型類型 TEnum
來表示枚舉類型,并繼承自 IEquatable<Enumeration<TEnum>>
接口,以支持比較操作。
這個抽象類包含了一些常用的枚舉操作方法,例如 FromName
和 FromValue
,它們可以通過名稱或值來獲取枚舉值。它還重寫了 Equals
和 GetHashCode
方法,以便可以比較兩個枚舉值是否相等。
該類中的核心方法是 GetEnumerations
,它使用反射獲取當(dāng)前枚舉類型中的所有字段,并將它們轉(zhuǎn)換為枚舉值。在這個過程中,它還會檢查字段的類型是否與枚舉類型相同,并將值存儲在一個字典中,以便以后可以快速地訪問它們。
通過繼承這個抽象類,您可以輕松地實現(xiàn)自己的枚舉類型,并獲得許多有用的功能,例如通過名稱和值獲取枚舉值,并支持比較操作。
業(yè)務(wù)應(yīng)用
我們通常會將枚舉類型這樣定義,而在觸發(fā)業(yè)務(wù)邏輯時會使用 switch
來執(zhí)行不同的行為,這樣就很容易會將邏輯分散在不同的地方。
/// <summary> /// 信用卡類型 /// </summary> public enum CreditCardType { None = 0, Standard = 1, Silver = 2, Gold = 3, }
那么升級后的智能枚舉應(yīng)該是怎樣的呢?它到底智能在哪里?
/// <summary> /// 信用卡 /// </summary> public abstract class CreditCard : Enumeration<CreditCard> { public static readonly CreditCard Gold = new GoldCreditCard(); public static readonly CreditCard Silver = new SilverCreditCard(); public static readonly CreditCard Standard = new StandardCreditCard(); public static readonly CreditCard None = new NoneCreditCard(); private CreditCard(int value, string name) : base(value, name) { } /// <summary> /// 折扣 /// </summary> public abstract double Discount { get; } /// <summary> /// 金卡 /// </summary> private sealed class GoldCreditCard : CreditCard { public GoldCreditCard() : base(3, nameof(Gold)) { } public override double Discount => 0.2; } private sealed class SilverCreditCard : CreditCard { public SilverCreditCard() : base(2, nameof(Silver)) { } public override double Discount => 0.1; } /// <summary> /// 標(biāo)準(zhǔn) /// </summary> private sealed class StandardCreditCard : CreditCard { public StandardCreditCard() : base(1, nameof(Standard)) { } public override double Discount => 0.05; } /// <summary> /// 無 /// </summary> private sealed class NoneCreditCard : CreditCard { public NoneCreditCard() : base(0, nameof(None)) { } public override double Discount => 0; } }
這里簡單解讀一下。
這是一個信用卡枚舉類型的實現(xiàn),它繼承了之前提到的通用枚舉類 Enumeration
。其中,GoldCreditCard
、SilverCreditCard
、StandardCreditCard
和 NoneCreditCard
是四個具體的信用卡子類。
每個子類都重寫了父類 CreditCard
中的 Discount
屬性,以表示不同信用卡的折扣率。GoldCreditCard
有最高的折扣率,NoneCreditCard
沒有任何折扣。
在 CreditCard
類中,Gold
、Silver
、Standard
和 None
是四個靜態(tài)實例,表示四種不同的信用卡類型。每個實例都是通過相應(yīng)的子類創(chuàng)建的,并傳入相應(yīng)的值和名稱。值用于標(biāo)識枚舉類型的唯一性,而名稱則是該類型的字符串表示。
通過這種方式,我們可以輕松地定義和使用不同類型的信用卡。例如,可以通過 CreditCard.Gold
來引用 Gold
信用卡的實例,并獲取它的折扣率。在需要使用信用卡類型的地方,也可以直接使用 CreditCard
類型來表示。
我們平時也可以這樣使用,通過 FromName
和 FromValue
:
public class SmartEnumsTests { private readonly ITestOutputHelper _testOutputHelper; public SmartEnumsTests(ITestOutputHelper testOutputHelper) { _testOutputHelper = testOutputHelper; } /// <summary> /// 基本用法 /// </summary> [Fact] public void Use() { var standardCard = CreditCard.FromName("Standard"); var standardCard2 = CreditCard.FromValue(1); Assert.Equal(standardCard, standardCard2); _testOutputHelper.WriteLine(standardCard!.ToJson()); } }
看完上述的示例代碼,智能枚舉最明顯的好處應(yīng)該非常直觀:就是代碼行數(shù)增加了億點點,而不是一點點!
小結(jié)
好了,不扯太遠(yuǎn)了,今天我們就簡單總結(jié)一下內(nèi)容吧。
智能枚舉 = 枚舉 + 豐富的行為
。
上述示例內(nèi)容介紹了一個使用 C#
枚舉類型實現(xiàn)信用卡類型的示例。為了更好地實現(xiàn)該功能,我們創(chuàng)建了一個通用枚舉類 Enumeration
,并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了 CreditCard
類和其四個具體子類,分別表示不同類型的信用卡。
每個子類都包含一個抽象的 Discount
屬性,表示該類型信用卡的折扣率。而 CreditCard
類中的靜態(tài)實例則表示四種不同的信用卡類型。通過這種方式,我們可以輕松地定義和使用不同類型的信用卡,并在需要使用信用卡類型的地方直接使用 CreditCard
類型來表示。
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