如何在支持算术运算的 C# 中为泛型类重载算术运算符？

C#泛型类算术运算符重载

在C#中使用泛型类定义算术运算符可能是一个挑战。当泛型类型被约束为支持算术运算的特定类型时，尤其如此。让我们探讨一个具体的场景来说明这个挑战并提供一个可能的解决方案。

考虑以下对受限数字进行建模的泛型类定义：

public class ConstrainedNumber<T> :
    IEquatable<ConstrainedNumber<T>>,
    IEquatable<T>,
    IComparable<ConstrainedNumber<T>>,
    IComparable<T>,
    IComparable
    where T : struct, IComparable, IComparable<T>, IEquatable<T>

此类表示一个受限数字，支持相等比较和自然排序。但是，要对该类的实例执行算术运算，我们需要定义相应的运算符。

一种方法是定义如下运算符：

public static T operator +(ConstrainedNumber<T> x, ConstrainedNumber<T> y)
{
    return x._value + y._value;
}

但是，这种方法无法编译，因为' '运算符不能直接应用于类型'T'。要解决这个问题，我们需要一个约束来指定'T'是支持算术运算的类型。不幸的是，C#中没有这样的约束。

作为替代方案，我们可以使用IConvertible接口作为约束，并手动将'T'转换为适合执行算术运算的类型：

public static T operator +(T x, T y)
    where T : IConvertible
{
    var type = typeof(T);
    if (type == typeof(string) ||
        type == typeof(DateTime)) throw new ArgumentException(string.Format("The type {0} is not supported", type.FullName), "T");

    try
    {
        return (T)(object)(x.ToDouble(NumberFormatInfo.CurrentInfo) + y.ToDouble(NumberFormatInfo.CurrentInfo));
    }
    catch (Exception ex)
    {
        throw new ApplicationException("The operation failed.", ex);
    }
}

这种方法利用IConvertible接口将'T'转换为double，执行算术运算，然后将结果转换回类型'T'。但是，需要注意的是，这种方法可能并不适用于所有场景，可能需要根据应用程序的具体需求进行自定义。

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