C#强类型枚举的入门理解

前言

在学习QFramework框架底层逻辑时，发现有两处代码不理解：

mArchitecture.mContainer.GetInstancesByType<IModel>().Where(m => !m.Initialized)

public IEnumerable<T> GetInstancesByType<T>()
{var type = typeof(T);return mInstances.Values.Where(instance => type.IsInstanceOfType(instance)).Cast<T>();
}

此处用到C#强类型枚举（Strongly Typed Enumeration）相关知识。

强类型枚举的含义

在 C# 中，强类型枚举并不是一个官方的术语，但它通常用来描述 通过泛型约束或类型转换，确保集合中的元素具有明确的类型，而不是笼统的 object 或动态类型。

.Cast<T>() 的作用

在 GetInstancesByType<T> 方法中，.Cast<T>() 的作用就是将筛选出的 object 实例转换为具体的类型 T，从而返回一个 类型安全的集合（IEnumerable<T>）。

为什么需要强类型枚举？

1）弱类型的缺陷

假设有一个非泛型的容器，存储的是 object 类型：

List<object> instances = new List<object> { new PlayerModel(), new EnemyModel() };

当你从 instances 中取出元素时，默认是 object 类型：

var model = instances[0]; // 类型是 object，无法直接调用 PlayerModel 的方法

必须手动强制转换：

var player = (PlayerModel)instances[0]; // 不安全，可能抛出 InvalidCastException

2）避免弱类型缺陷的解决方案

通过 Cast<T>() 或 OfType<T>()，可以直接获取 T 类型的集合：

IEnumerable<IModel> models = instances.Cast<IModel>(); // 所有元素都是 IModel 类型

• 优势：
  • 编译时类型检查，避免运行时转换错误。
  • 可以直接调用 T 类型的方法，无需额外转换。

那么GetInstancesByType<T> 是如何实现强类型枚举的呢？

public IEnumerable<T> GetInstancesByType<T>()
{var type = typeof(T);return mInstances.Values.Where(instance => type.IsInstanceOfType(instance)) // 筛选符合 T 类型的实例.Cast<T>(); // 转换为 IEnumerable<T>
}

• Where 筛选：确保所有元素都符合 T 类型（如 IModel）。
• Cast<T> 转换：将 object 转换为 T，使返回的集合可以直接使用 T 的方法。

示例代码

###假设 `mInstances` 存储了以下对象：
mInstances = {{ typeof(PlayerModel), new PlayerModel() },{ typeof(EnemyModel), new EnemyModel() },{ typeof(InputSystem), new InputSystem() }
}###调用 `GetInstancesByType<IModel>()`：
##1. 筛选出所有 `IModel` 实例（`PlayerModel` 和 `EnemyModel`）。
##2. 使用 `Cast<IModel>()` 返回 `IEnumerable<IModel>`：
IEnumerable<IModel> models = GetInstancesByType<IModel>();
foreach (var model in models)
{model.Init(); // 可以直接调用 IModel 的方法
}

 

 Cast<T>()比对OfType<T>()

方法	行为	是否抛出异常
Cast<T>()	强制转换，要求所有元素必须是 T 类型	如果元素不是 T 类型，抛出 InvalidCastException
OfType<T>()	安全筛选，只返回符合 T 类型的元素	不会抛出异常，不符合的元素会被忽略

在 GetInstancesByType<T> 中：

• 由于已经用 Where 确保所有元素符合 T 类型，所以 Cast<T> 是安全的。
• 如果担心潜在的类型问题，可以用 OfType<T> 替代：

return mInstances.Values.OfType<T>();

 

总结

• 强类型枚举：通过泛型或 Cast<T>/OfType<T>，让集合的元素具有明确的类型，避免手动转换。
• GetInstancesByType<T> 的作用：
  1. 从容器中筛选出所有符合 T 类型的实例。
  2. 返回 IEnumerable<T>，使调用方可以直接使用 T 类型的方法。
• 适用场景：
  • 依赖注入容器（如 QFramework 的 IOCContainer）。
  • 需要按类型动态查询对象的场景。