C# Smart Enums：高级

Source: Dev.to

问题：复制粘贴陷阱

在第 2 部分，我们已经拥有了高性能的 O(1) 字典查找。然而，如果你的应用有数十种状态类型（订单、付款、用户等），你可能会发现自己一次又一次地复制粘贴相同的字典和查找逻辑。

建议：高级通用基类

为了保持代码 DRY（Don’t Repeat Yourself），我们可以将“繁重的工作”移到一个抽象基类中。这使得你的特定状态类能够专注于纯粹定义它们的值，同时免费继承所有优化的查找逻辑。

实现使用 Curiously Recurring Template Pattern (CRTP)。它确保每个特定的 Smart Enum（如 ProductStatus）在内存中维护自己的私有字典，防止不同类型之间的数据冲突。

实现

我们定义了一个简单的 interface，确保每个值都有一个 Id，随后提供一个基类 class，为安全访问数据提供多种方式。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Runtime.CompilerServices;

public interface ISmartEnumValue 
{ 
    int Id { get; } 
}

public abstract class SmartEnum 
    where TValue : class, ISmartEnumValue
    where TSelf : SmartEnum
{
    private static readonly Dictionary _lookup = new();

    protected static TValue Register(TValue value)
    {
        _lookup[value.Id] = value;
        return value;
    }

    // Forces the static constructor of the child class to run immediately
    public static void Initialize() 
    {
        RuntimeHelpers.RunClassConstructor(typeof(TSelf).TypeHandle);
    }

    // 1. Strict Get: Throws if ID is missing (Use when existence is mandatory)
    public static TValue Get(int id)
    {
        if (_lookup.TryGetValue(id, out var value))
            return value;

        throw new KeyNotFoundException(
            $"Value with ID {id} not found in {typeof(TSelf).Name}");
    }

    // 2. Safe Get: Returns null if ID is missing (Use for optional data)
    public static TValue? GetOrDefault(int id) => _lookup.GetValueOrDefault(id);

    // 3. Pattern Matching Get: Returns bool (Standard .NET 'Try' pattern)
    public static bool TryGet(int id, out TValue? value)
    {
        return _lookup.TryGetValue(id, out value);
    }

    public static bool Exists(int id) => _lookup.ContainsKey(id);
    public static IEnumerable GetAll() => _lookup.Values;
}

使用示例

初始化后，您可以完全灵活地使用您的 Smart Enums。

// Initialize once at startup (e.g., Program.cs)
ProductStatus.Initialize();

// Example 1: Strict access (expects ID to exist)
var status = ProductStatus.Get(1); 
Console.WriteLine(status.Description);

// Example 2: Safe access with null check
var maybeStatus = ProductStatus.GetOrDefault(99);
if (maybeStatus != null) { /* Do something */ }

// Example 3: Pattern matching for clean branching
if (ProductStatus.TryGet(2, out var foundStatus))
{
    Console.WriteLine($"Found: {foundStatus?.Description}");
}

为什么这是一个健壮的架构选择

• 灵活的使用 – 根据业务流程，在异常、null 或布尔值之间进行选择。
• 严格的类型安全 – TSelf 约束确保 ProductStatus.Get() 直接返回 ProductStatusValue，无需强制转换。
• 无需反射 – 通过使用 Initialize()，我们避免了程序集扫描的性能开销。
• 零样板代码 – 具体的枚举类专注于数据本身，而引擎则封装在基类中。

动手尝试

• Live .NET Fiddle 演示
• GitHub 代码片段

版本说明

此高级实现需要 .NET 6 或更高版本。使用 CRTP 和现代泛型约束可确保在现代 C# 环境中实现类型安全和性能。

进一步阅读与资源

• Microsoft Docs: Generic Constraints
• Ardalis.SmartEnum: GitHub Repository – 业界标准的生产级智能枚举。