Как создать фабрику, которая может возвращать производные типы?

Ниже приведено решение, включающее специальную функцию GetHeartbeatAlarm для получения объекта HeartbeatAlarm, а также общую функцию GetAlarm для возврата сигнала тревоги, тип которого определяется общим параметром. Внизу есть пример кода, показывающий, как это будет называться:

enum AlarmTypes
{
    Heartbeat,
    AnotherAlarm,
    // ...
}

delegate void CreateTriggerDelegate();

class Alarm
{
    // ...

    public CreateTriggerDelegate CreateTriggerFunction { get; set; }
}

class HeartbeatAlarm : Alarm
{
    // ...

    public static HeartbeatAlarm GetAlarm()
    {
        return new HeartbeatAlarm();
    }
}

class QuartzAlarmScheduler
{
    public static CreateTriggerDelegate CreateMinutelyTrigger { get; set; }
}

class AlarmFactory
{
    public static Alarm GetAlarm(AlarmTypes alarmType)  //factory ensures that correct alarm is returned and right func pointer for trigger creator.
    {
        switch (alarmType)
        {
            case AlarmTypes.Heartbeat:
                return GetHeartbeatAlarm();
            default:
                throw new ArgumentException("Unrecognized AlarmType: " + alarmType.ToString(), "alarmType");
        }
    }

    static Alarm _GetAlarm<T>()
        where T : Alarm
    {
        Type type = typeof(T);
        if (type.Equals(typeof(HeartbeatAlarm)))
            return GetHeartbeatAlarm();
        else
            throw new ArgumentException("Unrecognized generic Alarm argument: " + type.FullName, "T");
    }

    public static T GetAlarm<T>()
        where T : Alarm
    {
        return (T)_GetAlarm<T>();
    }

    public static HeartbeatAlarm GetHeartbeatAlarm()
    {
        HeartbeatAlarm alarm = HeartbeatAlarm.GetAlarm();
        alarm.CreateTriggerFunction = QuartzAlarmScheduler.CreateMinutelyTrigger;
        return alarm;
    }
}

class Example
{
    static void GetAlarmExamples()
    {
        HeartbeatAlarm alarm;

        alarm = AlarmFactory.GetHeartbeatAlarm();

        alarm = AlarmFactory.GetAlarm<HeartbeatAlarm>();

        alarm = (HeartbeatAlarm)AlarmFactory.GetAlarm(AlarmTypes.Heartbeat);
    }
}

Лучше всего было бы сделать Alarm интерфейсом или, если это невозможно, создать интерфейс IAlarm и наследовать от этого интерфейса как Alarm, так и HeartbeatAlarm.

AlarmFactory.GetAlarm должен вернуть экземпляр IAlarm. Аналогично, HeartbeatAlarm.GetAlarm() должен возвращать экземпляр IAlarm.

Это должно устранить любые ошибки компилятора, а плюсом является то, что все отношения строго договорные, что должно сделать код гораздо более удобным для будущего.

Вы пробовали то, что предлагает компилятор?

return (Alarm) alarm;

Редактировать: это совершенно неправильно, но я оставляю этот ответ здесь, чтобы сохранить обсуждение в комментариях.

Как некоторые уже предположили, избыточный интерфейс — это простой способ добиться этого. Похоже, чистый пример может помочь будущим посетителям.

public interface IAlarm
{
    public int bpm { get; set; }    // declared base props
}

public class Alarm : IAlarm
{
    public int bpm { get; set; }    // implemented base props
}

public class HeartbeatAlarm : Alarm
{
    public int min { get; set; }    // extended type specific props
}

public class FactoryMethods
{
    public static T AlarmFactory<T>(int bpm) where T : IAlarm, new()
    {
        // interfaces have no constructor but you can do this
        T alarm = new T() {
            bpm = bpm
        };

        return alarm;
    }
}

// C# will automagically infer the type now..
HeartbeatAlarm heartbeatAlarm = FactoryMethods.AlarmFactory<HeartbeatAlarm>(40);