在具有不同继承相关类型的 T 的列表 <T> 中使用 IComparable

Question

这里只是一些示例 class。我尝试在通用列表中使用多态性，所以我希望每个列表都使用自己的 CompareTo-Method。我不想找到不同的 class 安排。我想了解为什么这不起作用。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {

        List<Animal> MyAnimals = new List<Animal>();
        MyAnimals.Add(new Dog() { Name = "karl", Number = 1 });
        MyAnimals.Add(new Dog() { Name = "carla", Number = 2 });
        MyAnimals.Add(new Dog() { Name = "loki", Number = 3 });
        MyAnimals.Add(new Cat() { Name = "karsten", Size = 3 });
        MyAnimals.Add(new Cat() { Name = "charlie", Size = 5 });
        MyAnimals.Add(new Cat() { Name = "mona", Size = 1 });
        MyAnimals.Add(new Cat() { Name = "sisi", Size = 2 });
        MyAnimals.Sort();
        ShowList(MyAnimals);
        List<Cat> cats = new List<Cat>();
        List<Dog> dogs = new List<Dog>();

        foreach (var item in MyAnimals)
        {
            if (item is Cat)
                cats.Add(item as Cat);
            if (item is Dog)
                dogs.Add(item as Dog);
        }

        dogs.Reverse();
        dogs.Sort();
        cats.Sort();
        ShowList(dogs);
        ShowList(cats);

        Console.ReadKey();

    }

    private static void ShowList<T>(List<T> MyAnimals)
    {
        Console.WriteLine("List of "+MyAnimals[0].GetType().Name);
        foreach (var item in MyAnimals)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
}

abstract class Animal  : IComparable{
    public string Name { get; set; }

    public int CompareTo(object obj)
    {
        if (obj == null) return 1;

        Animal animal = obj as Animal;
        if (animal != null)
            return this.Name.CompareTo(animal.Name);
        else
            throw new ArgumentException("Object is not a Animal");
    }

    public override string ToString()
    {
        return Name;
    }
}
class Dog : Animal, IComparable
{
    public int Number { get; set; }
    public override string ToString()
    {
        return base.ToString() + "\tNumber:"+ Number + "\n";
    }
    public int CompareTo(object obj)
    {
        if (obj == null) return 1;

        if (obj is Dog animal)
            if (this.Number.CompareTo(animal.Number) == 0)
            {
                return this.Name.CompareTo(animal.Name);
            }
            else
            {
                return this.Number.CompareTo(animal.Number);
            }
        else
            throw new ArgumentException("Object is not a Dog");

    }
}

class Cat : Animal, IComparable
{
    public int Size { get; set; }
    public override string ToString()
    {
        return base.ToString() + "\tNumber:" + Size + "\n";
    }

    public new int CompareTo(object obj)
    {
        if (obj == null) return 1;

        if (obj is Cat animal)
            if (this.Size.CompareTo(animal.Size) == 0)
            {
                return this.Name.CompareTo(animal.Name);
            }
            else
            {
                return this.Size.CompareTo(animal.Size);
            }
        else
            throw new ArgumentException("Object is not a Cat");

    }
}

为什么 MyAnimals.Sort() 不使用 Animal class 中的 CompareTo()？有没有一种方法可以像预期的那样使用多态性？所以动物列表是通过 AnimalMethod 比较的，狗列表是通过 Dogs CompareTo 方法等等？

Answer 1

当使用 IComparable 对列表进行排序时。被调用的 CompareTo 方法始终是在对象本身的类型上定义的方法，而不是在您为列表定义的类型上定义的方法。因为 Cat 和 Dog 覆盖 CompareTo 因此 Sort 方法永远不会在 Animal.

中使用 CompareTo

你可以做的是使用重载 public void Sort (Comparison<T> comparison):

private int CompareAnimals(Animal animA, Animal animB)
{
    // ... your logic to compare two Animals
}

private int CompareCats(Cat catA, Cat catB)
{
    // ... your logic to compare two Cats
}

private int CompareDogs(Dog dogA, Dog dogB)
{
    // ... your logic to compare two Dogs
}

static void Main(string[] args)
{
    List<Animal> MyAnimals = new List<Animal>();
    // Adding animals...
    MyAnimals.Sort(CompareAnimals);
    // ...
    dogs.Sort(CompareDogs);
    cats.Sort(CompareCats);
}

Answer 2

这里的问题是 Dog 和 Cat classes 有一个 CompareTo 方法隐藏 base-class 方法，因为 Sort 将使用项目实际类型的 ComapareTo 方法，而不是为 [=17] 上的项目定义的类型=], 你会在尝试比较 Dog 和 Cat.

时得到一个异常

解决这个问题的一种方法是改为实现 IComparable<T> 接口，以便我们指定要与对象进行比较的确切类型。这样，Sort 方法将使用正确的实现。

另请注意，对于每个派生的 class，我们可以代替 re-implementing Animal 的 CompareTo 方法（比较 Name 属性）只需在必要时从派生的 class 的 CompareTo 方法中调用 base.CompareTo(other)：

abstract class Animal : IComparable<Animal>
{
    public string Name { get; set; }

    public int CompareTo(Animal other)
    {
        if (other == null) return 1;
        return string.Compare(Name, other.Name);
    }

    public override string ToString()
    {
        return Name;
    }
}

class Dog : Animal, IComparable<Dog>
{
    public int Number { get; set; }

    public override string ToString()
    {
        return base.ToString() + "\tNumber:" + Number + "\n";
    }

    public int CompareTo(Dog other)
    {
        if (other == null) return 1;
        var numberCompare = Number.CompareTo(other.Number);
        return numberCompare == 0 ? base.CompareTo(other) : numberCompare;
    }
}

class Cat : Animal, IComparable<Cat>
{
    public int Size { get; set; }

    public override string ToString()
    {
        return base.ToString() + "\tNumber:" + Size + "\n";
    }

    public int CompareTo(Cat other)
    {
        if (other == null) return 1;
        var sizeCompare = Size.CompareTo(other.Size);
        return sizeCompare == 0 ? base.CompareTo(other) : sizeCompare;
    }
}

此外，您可能希望更改 ShowList 方法以显示类型 T 而不是列表中第一个元素的派生类型（否则 List<Animal> 显示这是 List<Dog> 因为第一项是 Dog):

private static void ShowList<T>(List<T> MyAnimals)
{
    Console.WriteLine("List of " + typeof(T).Name);

    foreach (var item in MyAnimals)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
}

在具有不同继承相关类型的 T 的列表 <T> 中使用 IComparable

Using IComparable in list<T> with different inheritance related types of T

c#

polymorphism

interface

base-class

generic-collections