[转]Effective C# 原则5:始终提供ToString()

在.Net世界里，用得最多的方法之一就是System.Object.ToStrying()了。你应该为你所有的客户写一个“通情达理”的类(译注：这里是指这个类应该对用户友好)。要么，你就迫使所用类的用户，去使用类的属性并添加一些合理的易读的说明。这个以字符串形式存在，关于你设计的类的说明，可以很容易的向你的用户显示一些关于对象的信息到：Windows Form里，Web Form里，控制台输出。这些字符说明可以用于调试。你写的任何一种类型，都应该合理的重写这个方法。当你设计更多的复杂的类型时，你应该实现应变能力更强的IFormattable.ToString(). 承认这个：如果你不重写(override)这个常规的方法，或者只是写一个很糟糕的，你的客户将不得不为你修正它。

System.Object版的ToString()方法只返回类型的名字。这并没有太多有用的信息：“Rect”,“Point”,“Size”并不会如你所想的那样显示给你的用户。但那只是在你没有为你的类重写ToString()方法时得到的。你只用为你的类写一次，但你的客户却会使用很多次。当你设计一个类时，多添加一点小小的工作，就可以在你或者是其他人每次使用时得到回报。
（译注：废话！）

让我们来考虑一个简单的需求：重写System.Object.ToString()方法。你所设计的每一个类型都应该重写ToString()方法，用来为你的类型提供一些最常用的文字说明。考虑这个Customer类以及它的三个成员(fields)(译注：一般情况，类里的fields译为成员，这是面向对象设计时的概念，而在与数据库相关的地方，则是指字段)：

public class Customer
{
    private string _name;
    private decimal _revenue;
    private string _contactPhone;
}

默认继承自System.Object的ToString()方法会返回"Customer"。这对每个人都不会有太大的帮助。就算ToString()只是为了在调试时使用，也应该更灵活(sophisticated)一些。你重写的ToString()方法应该返回文字说明，更像是你的用户在使用这个类一样。在Customer例子中，这应该是名字：

public override string ToString()
{
    return _name;
}

如果你不遵守这一原则里的其它意见，就按照上面的方法为你所定义的所有类型重写该方法。它会直接为每个人省下时间。
当你负责任的为Object.ToString()方法实现了重写时，这个类的对象可以更容易的被添加到Windows Form里，Web Form里，或者打印输出。 .NET的FCL使用重载的Object.ToString()在控件中显示对象：组合框，列表框，文本框，以及其它一些控件。如果你一个Windows Form或者Web Form里添加一个Customer对象的链表，你将会得到它们的名字(以文本)显示出来(译注：而不是每个对象都是同样的类型名)。
Syste.Console.WriteLine()和System.String.Formate()在内部(实现的方法)是一样的。任何时候，.Net的FCL想取得一个customer的字符串说明时，你的customer类型会提供一个客户的名字。一个只有三行的简单函数，完成了所有的基本需求。

这是一个简单的方法，ToString()还可以以文字(输出的方法)满足很多用户自定义类型的需求。但有些时候，你的要求可能会更多。前面的customer类型有三个成员：名字，收入和联系电话。对System.Object.ToString()(译注：原文这里有误，掉了Object)的重写只使用了_name。你可以通过实现IFormattable(这个接口)来弥补这个不足。这是一个当你需要对外输出格式化文本时使用的接口。IFormattable包含一个重载版的ToString()方法，使用这个方法，你可以为你的类型信息指定详细的格式。这也是一个当你要产生并输出多种格式的字符串时要使用的接口。customer类就是这种情况，用户将希望产生一个报表，这个报表包含了已经表格化了的用户名和去年的收入。IFormattable.ToString()方法正合你意，它可以让用户格式化输出你的类型信息。这个方法原型的参数上一包含一个格式化字符串和一个格式化引擎：

string System.IFormattable.ToString( string format, 
    IFormatProvider formatProvider )

你可以为你设计的类型指定要使用的格式字符串。你也可以为你的格式字符串指定关键字符。在这个customer的例子中，你可以完全可以用n来表示名字，r表示收入以及p来表示电话。这样一来，你的用户就可以随意的组合指定信息，而你则须要为你的类型提供下面这个版本的的IFormattable.ToString():

#region IFormattable Members
// supported formats:
// substitute n for name.
// substitute r for revenue
// substitute p for contact phone.
// Combos are supported:  nr, np, npr, etc
// "G" is general.
string System.IFormattable.ToString( string format,
  IFormatProvider formatProvider )
{
  if ( formatProvider != null )
  {
    ICustomFormatter fmt = formatProvider.GetFormat(
      this.GetType( ) )
      as ICustomFormatter;
    if ( fmt != null )
      return fmt.Format( format, this, formatProvider );
  }

  switch ( format )
  {
    case "r":
      return _revenue.ToString( );
    case "p":
      return _contactPhone;
    case "nr":
      return string.Format( "{0,20}, {1,10:C}",
        _name, _revenue );
    case "np":
      return string.Format( "{0,20}, {1,15}",
        _name, _contactPhone );
    case "pr":
      return string.Format( "{0,15}, {1,10:C}",
        _contactPhone, _revenue );
    case "pn":
      return string.Format( "{0,15}, {1,20}",
        _contactPhone, _name );
    case "rn":
      return string.Format( "{0,10:C}, {1,20}",
        _revenue, _name );
    case "rp":
      return string.Format( "{0,10:C}, {1,20}",
        _revenue, _contactPhone );
    case "nrp":
      return string.Format( "{0,20}, {1,10:C}, {2,15}",
        _name, _revenue, _contactPhone );
    case "npr":
      return string.Format( "{0,20}, {1,15}, {2,10:C}",
        _name, _contactPhone, _revenue );
    case "pnr":
      return string.Format( "{0,15}, {1,20}, {2,10:C}",
        _contactPhone, _name, _revenue );
    case "prn":
      return string.Format( "{0,15}, {1,10:C}, {2,15}",
        _contactPhone, _revenue, _name );
    case "rpn":
      return string.Format( "{0,10:C}, {1,15}, {2,20}",
        _revenue, _contactPhone, _name );
    case "rnp":
      return string.Format( "{0,10:C}, {1,20}, {2,15}",
        _revenue, _name, _contactPhone );
    case "n":
    case "G":
    default:
      return _name;
  }
}
#endregion

(译注：上面的做法显然不合理，要是我的对象有10个成员，这样的组合是会让人疯掉的。推荐使用正则表达式来完成这样的工作，正则表达式在处理文字时的表现还是很出色的。)

添加了这样的函数后，你就让用户具有了可以这样指定customer数据的能力：
IFormattable c1 = new Customer();
Console.WriteLine( "Customer record: {0}",
  c1.ToString( "nrp", null ) );

任何对IFormattable.ToString()的实现都要指明类型，但不管你在什么时候实现IFormattation接口，你都要注意处理大小写。首先，你必须支持能用格式化字符：“G”。其次，你必须支持两个空格式化字符：""和null。当你重载Object.ToString()这个方法时，这三个格式化字符应该返回同样的字符串。.Net的FCL经常用null来调用IFormattable.ToString()方法，来取代对Object.ToString()的调用，但在少数地方使用格式符"G"来格式化字符串，从而区别通用的格式。如果你添加了对IFormattable接口的支持，并不再支持标准的格式化，你将会破坏FCL里的字符串的自动(隐式)转换。

IFormattable.ToString()的第二个参数是一个实现了IFormatProvider接口的对象。这个对象为用户提供了一些你没有预先设置的格式化选项(译注：简单一点，就是你可以只实现你自己的格式化选项，其它的默认由它来完成)。如果你查看一下前面IFormattable.ToString()的实现，你就会毫不犹豫的拿出不计其数的，任何你喜欢的格式化选项，而这些都是的格式化中所没有的。支持人们容易阅读的输出是很自然的事，但不管你支持多少种格式，你的用户总有一天会想要你预先没想到的格式。这就为什么这个方法的前几行要检察实现了IFormatProvider的对象，并把ICustomFormatter的工作委托给它了。

让我们把(讨论的)焦点从类的作者转移到类的使用者上来。你发现你想要的格式化不被支持。例如，你有一个一组客户，他们的名字有的大于20个字符，并且你想修改格式化选项，让它支持50个字符长的客户名。这就是为什么IFormatProvider接口要存在。你可以设计一个实现了IFormatProvider的类，并且让它同时实现ICustomFormatter接口用于格式化输出。IFormatProvider接口定义了一个方法：GetFormat()。这个方法返回一个实现了ICustomFormatter接口的对象。由ICustomFormatter接口的指定方法来完成实际的格式化工作。下面这一对(接口)实现了对输出的修改，让它可以支持50个字符长的用户名：

// Example IFormatProvider:
public class CustomFormatter : IFormatProvider
{
    #region IFormatProvider Members
    // IFormatProvider contains one method.
    // This method returns an object that
    // formats using the requested interface.
    // Typically, only the ICustomFormatter
    // is implemented
    public object GetFormat(Type formatType)
    {
        if (formatType == typeof(ICustomFormatter))
            return new CustomerFormatProvider();
        return null;
    }
    #endregion

    // Nested class to provide the
    // custom formatting for the Customer class.
    private class CustomerFormatProvider : ICustomFormatter
    {
        #region ICustomFormatter Members
        public string Format(string format, object arg,
          IFormatProvider formatProvider)
        {
            Customer c = arg as Customer;
            if (c == null)
                return arg.ToString();
            return string.Format("{0,50}, {1,15}, {2,10:C}",
              c.Name, c.ContactPhone, c.Revenue);
        }
        #endregion
    }
}

GetFormat()方法取得一个实现了ICustomFormatter接口的对象。而ICustomFormatter.Format()方法，则根据用户需求负责实际的格式化输出工作。这个方法把对象转换成格式化的字符串。你可以为ICustomFormatter.Format()定义格式化字符串，因此你可以按常规指定多重格式。FormatProvider就是一个由GetFormat()方法取得的IFormatProvider对象。

为了满足用户的格式化要求，你必须用IFormatProvider对象明确的调用string.Format()方法:
Console.WriteLine( string.Format( new CustomFormatter(),  "", c1 ));

你可以设计一个类，让它实现IFormatProvider和ICustomFormatter接口，再实现或者不实现IFormattable 接口。因此，即使这个类的作者没有提供合理的ToString行为，你可以自己来完成。当然，从类的外面来实现，你只能访问公共属性成数据来取得字符串。实现两个接口，IFormatProvider 和 IcustomFormatter, 只做一些文字输出，并不需要很多工作。但在.Net框架里，你所实现的指定的文字输出在哪里都可以得到很好的支持。

所以，再回到类的作者上来。重写Object.ToString()，为你的类提供一些说明是件很简单的事。你每次都应该为你的类型提供这样的支持。而且这应该是对你的类型最显而易见的，最常用的说明。在一些极端情况下，你的格式化不能支持一些过于灵活的输出时，你应该借用IFormattable接口的优势。它为你的类型进行自定义格式化输出提供了标准方法。如果你放弃这些，你的用户将失去用于实现自定义格式化的工具。这些解决办法须要写更多的代码，并且因为你的用户是在类的外面的，所以他们无法检查类的里面的状态。

最后，大家注意到你的类型的信息，他们会明白输出的文字。尽可能以简单的方式的提供这样的信息吧：为你的所有类型重写ToString()方法。