c# - 从抽象基类返回规范表示子类是否可以接受？

Question

编辑 2: TL;DR : 有没有办法不打破面向对象的最佳实践，同时仍然满足一堆同类事物必须可以转换为那种规范事物的约束？

另外，请记住，我的问题是关于一般情况，而不是具体示例。这不是家庭作业的问题。

假设您有以下内容:

一个实现通用功能的抽象基类；

一个具体的派生类，用作规范表示。

现在假设您希望基类的任何继承者都可以转换为规范表示。这样做的一种方法是在基类中有一个抽象方法，该方法旨在将继承者的转换返回为规范派生类的实例。

然而，似乎普遍接受的是基类不应该知道它们的任何派生类，在一般情况下，我同意。然而，在这种情况下，这似乎是最好的解决方案，因为它支持任意数量的派生类，每个派生类都有自己的实现，我们不需要知道任何事情，通过转换为每个派生的规范表示可以互操作类必须实现。

你会做不同的事情吗？为什么以及如何？

几何点的示例:

// an abstract point has no coordinate system information, so the values
// of X and Y are meaningless
public abstract class AbstractPoint {
    public int X;
    public int Y;

    public abstract ScreenPoint ToScreenPoint();
}

// a point in the predefined screen coordinate system; the meaning of X 
// and Y is known
public class ScreenPoint : AbstractPoint {
    public ScreenPoint(int x, int y) {
        X = x;
        Y = y;
    }

    public override ScreenPoint ToScreenPoint()
        => new ScreenPoint(X, Y);
}

// there can be any number of classes like this; we don't know anything
// about their coordinate systems and we don't care as long as we can
// convert them to `ScreenPoint`s
public class ArbitraryPoint : AbstractPoint {
    private int arbitraryTransformation;

    public ArbitraryPoint(int x, int y) {
        X = x;
        Y = y;
    }

    public override ScreenPoint ToScreenPoint()
        => new ScreenPoint(X * arbitraryTransformation, Y * arbitraryTransformation);

    // (other code)
}

编辑 1: AbstractPoint 和 ScreenPoint 不是同一个类的原因是语义。 AbstractPoint 没有定义的坐标系，因此 AbstractPoint 实例中 X 和 Y 的值是没有意义的。 ScreenPoint 确实具有定义的坐标系，因此 ScreenPoint 实例中的 X 和 Y 值具有明确定义的含义。

如果 ScreenPoint 是基类，那么 ArbitraryPoint 将是 ScreenPoint ，事实并非如此。 ArbitraryPoint 可以转换为 ScreenPoint ，但这并不意味着它 is-a ScreenPoint 。

如果您仍然不相信，请考虑可以将任意坐标系 ACS1 定义为对屏幕坐标系 SCS 具有动态偏移量。这意味着两个坐标系之间的映射可以随时间变化，即点 ACS1 (1, 1) 可以在某一时刻映射到 SCS (10, 10)，而在另一时刻映射到 SCS (42, 877)。

Answer 1

这种设计通常是代码异味。基类不应该知道它们的派生类，因为它会创建循环依赖。循环依赖通常会导致复杂的设计，在这种情况下很难推断类应该做什么。在 Java 中，基类知道它们的派生类甚至会在极少数情况下导致死锁(我不知道 C#)。

但是，您可以在特殊情况下打破一般规则，当您确切地知道自己在做什么时，特别是如果您要实现的目标足够简单。

你的情况似乎很简单。将 AbstractPoint 和 ScreenPoint 作为不同的类是正确的。但实际上它们“一起工作”:所有 AbstractPoint 都应该能够转换为 ScreenPoint (这可能是 AbstractPoint 契约(Contract)中最重要的功能？)。由于没有另一个就不能存在，因此 AbstractPoint 了解 ScreenPoint 并没有错。

更新

在不同的设计中:创建一个名为 CanonicalPoint 的接口(interface)。AbstractPoint 有一个名为 ToCanonicalPoint 的方法，它返回 CanonicalPoint 。AbstractPoint 的所有派生类都必须实现它并返回 CanonicalPoint 。ScreenPoint 是 AbstractPoint 的派生类，它实现了 CanonicalPoint 接口(interface)。
您甚至可以拥有多个实现 CanonicalPoint 的派生类。
注意:如果 AbstractPoint 和 CanonicalPoint 有共同的方法，两者都可以实现另一个
称为 Pointable 的接口(interface)，它声明了所有这些方法。