泛型技巧系列：简单类型选择器

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在泛型编程当中，我们对类型的关注大大提高了。有时需要这样的功能：“当类型是A的时候执行这段代码；当类型是B的时候执行另一段代码”。就是说，需要针对类型进行分支选择。当前，我们有三种机制可以实现这种分支选择：1、根据编译期声明类型选择的函数重载机制。2、根据运行时类型的虚函数-重写机制。3、If语句+类型判断。我们使用面向对象和泛型中的某些机制都是为了消除If语句带来的影响，所以这个时候使用If语句可能令人不太兴奋。但是有时候If语句是唯一的实现方式，我们可以将If封装到基础逻辑中以消除它的不利影响。
本来在泛型世界中，我们应该有特化或偏特化手段，用以实现类型方面的匹配式选择。但是.NET泛型没有提供这一机制。那么我们就只能利用运行期类型比较加以模拟。但问题就出来了：运行期类型与声明类型可以是不同的，比如一个对象可以声明成Object类型，但运行时可以是String类型。这种情况下，使用TypeOf运算符（C#的is运算符）的行为将和编译期选择的行为不同。如何让运行期也能识别编译期声明类型呢？上次讲到抽象工厂的实现时，我们提到了一个工具——TypeToken，我们还可以利用它！不过这次我要改个名字：TypeMate，因为我发现.NET Framework中也有一个东东叫TypeToken，起名字真难啊。。这就是TypeMate的定义：

Public NotInheritable Class TypeMate(Of T)
    Private Sub New()

    End Sub

    Public Shared ReadOnly Value As TypeMate(Of T) = New TypeMate(Of T)
End Class

这个和上次的TypeToken几乎一样，唯一不同就是把属性换成了静态只读字段。因为TypeToken的运行时作用很小，所以我们不能让他在运行时带来太多负担。TypeMate(Of T)与T一一对应，但不管T之间有什么继承关系，各个TypeMate(Of T)之间都没有任何关系，更进一步的是，TypeMate(Of T)的实例将会把T的编译期类型带到运行期，这个正是我们需要的。
接下来我们定义TypeSwitch，作为应用TypeMate的第一个例子，他实现了我们开始的想法，能够根据声明类型进行分派选择。

Public MustInherit Class TypeSwitch(Of T1, T2)

    Public MustOverride Sub Fire(ByVal m As TypeMate(Of T1))

    Public MustOverride Sub Fire(ByVal m As TypeMate(Of T2))

    Public Sub Fire(Of T)(ByVal m As TypeMate(Of T))
        Dim typeless = m
        If TypeOf typeless Is TypeMate(Of T1) Then
            Fire(TypeMate(Of T1).Value)
        ElseIf TypeOf typeless Is TypeMate(Of T2) Then
            Fire(TypeMate(Of T2).Value)
        Else
            Throw New ArgumentException("No matched type")
        End If
    End Sub
End Class

注意，为什么除了两个基本的Fire虚方法，还需要带有第三个类型参数的Fire方法呢？这全怪.NET泛型的局限性，编译器在编译的时候无法推测类型参数实际表示的类型，只能把这件事推迟到运行时来做。
现在我们用一个例子看看这种方法与普通的函数重载有什么不同。先定义一个字符串和整数的选择器：

Class Test
    Inherits TypeSwitch(Of Integer, String)

    Public Overloads Overrides Sub Fire(ByVal m As TypeMate(Of Integer))
        Console.WriteLine("Interger!")
    End Sub

    Public Overloads Overrides Sub Fire(ByVal m As TypeMate(Of String))
        Console.WriteLine("String!")
    End Sub
End Class

下面我们编写一个利用该选择器进行类型选择的代码例子：

Module Module1

    Sub Main()
        Dim o As Object = "abc"
        Dim s As String = "abc"

        SwitchByDeclarationType(o)
        SwitchByDeclarationType(s)
    End Sub

    Sub SwitchByDeclarationType(Of T)(ByVal arg As T)
        Dim switch As TypeSwitch(Of Integer, String) = New Test
        switch.Fire(TypeMate(Of T).Value)
    End Sub

End Module

注意泛型算法SwitchByDeclarationType，他利用TypeSwitch功能实现了针对类型参数T（而不是一个具体类型）的判断与分派功能。虽然判断的过程在运行时，效果却是根据参数的声明类型，而不是运行时类型来选择的。例子中两个变量运行时都是字符串，但是object那一次调用的时候会失败。