如何在抽象类内部构造当前具体子类类型的新实例

你当前的实现本身是非常规范且高效的，属于工厂方法模式在继承体系下的典型应用，没有明显缺陷。如果追求更简洁的代码，可以参考以下几种方案：

方案1：保持现有实现（推荐，适合你的场景） #

优势 #

• 完全类型安全，所有校验在编译期完成
• 无任何反射开销，性能达到最优
• 逻辑直观，没有语法黑魔法，后续维护成本极低

不足 #

• 每个子类需要多写3行左右的工厂方法重写代码，如果你只有XState、YState两个子类，这点冗余完全可以接受。

方案2：基类反射统一实现（最简写法） #

直接在抽象基类中通过运行时类型信息创建对应子类实例，不需要子类重写任何方法：

public abstract class AxisState {
    // 删掉原来的抽象NewStateOfSameType声明，直接实现
    public AxisState NewStateOfSameType(int fieldOne, int fieldTwo) {
        return (AxisState)Activator.CreateInstance(GetType(), fieldOne, fieldTwo);
    }

    public abstract AxisState OverloadMethod();
    public abstract AxisState AnotherOverloadMethod();

    public AxisState(int fieldOne, int fieldTwo) {
        // ...
    } 

    public AxisState NextState(/*...*/) {
        // ...
        return NewStateOfSameType(fieldOne, fieldTwo);
    }

    // ...
}

子类代码可以直接删掉NewStateOfSameType的重写逻辑：

public class XState : AxisState {    
    public XState(int fieldOne, int fieldTwo) : base(fieldOne, fieldTwo) {}
    // 此处实现其余抽象方法即可
}

public class YState : AxisState {    
    public YState(int fieldOne, int fieldTwo) : base(fieldOne, fieldTwo) {}
    // 此处实现其余抽象方法即可
}

优势 #

• 代码极简，子类不需要任何额外工厂相关代码

不足 #

• 存在轻微的反射性能开销，仅在每秒调用数万次以上的场景会有感知
• 子类如果没有匹配的(int, int)构造函数，只会在运行时报错，没有编译期校验

方案3：反射+泛型缓存（兼顾简洁与高性能） #

如果既要代码简洁，又要避免高频调用下的反射性能损耗，可以用泛型缓存预存构造函数委托，首次调用后后续性能接近直接new：

public abstract class AxisState {
    // 泛型缓存类，每个子类对应唯一的工厂委托缓存
    private static class StateFactory<T> where T : AxisState
    {
        public static readonly Func<int, int, T> Create = (f1, f2) => 
            (T)Activator.CreateInstance(typeof(T), f1, f2);
    }

    public AxisState NewStateOfSameType(int fieldOne, int fieldTwo) {
        // 利用dynamic动态绑定到对应子类的缓存委托
        dynamic self = this;
        return StateFactory<self>.Create(fieldOne, fieldTwo);
    }

    // 其余原有代码保持不变
}

优势 #

• 子类不需要写额外工厂代码
• 首次调用后后续无反射开销，性能和原生new几乎一致

不足 #

• 用到了dynamic语法，对不熟悉该特性的开发者有一定理解成本
• 依旧没有编译期构造函数匹配校验

选型建议 #

• 如果你的场景对性能要求极高，或者后续不会新增太多AxisState子类，直接保留现有实现即可，完全没必要重构。
• 如果追求代码简洁，且该方法调用频率不高，选方案2即可满足需求。
• 如果既要代码简洁又要高性能，选方案3。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者directquest