Wie können diskriminierte Unions in C# die Fehlertoleranz und Typsicherheit beim Umgang mit mehreren Datentypen verbessern?

Diskriminierte Union in C#: Ein fehlertoleranter Ansatz

In der objektorientierten Programmierung stellt eine diskriminierte Union einen Container dar, der einen Container enthalten kann einer bekannten Menge von Typen. In C# kann dies durch eine Technik namens „Generic Type Constraints“ erreicht werden.

Bedenken Sie das Problem der Darstellung mehrerer Datentypen innerhalb einer einzelnen Datenstruktur. Beispielsweise möchten wir möglicherweise eine „ValueWrapper“-Klasse erstellen, die über zwei Felder verfügt: „ValueA“ und „ValueB“, von denen jedes einen Wert vom Typ string, int oder Foo enthalten kann.

In C# , würde die Verwendung eines herkömmlichen objektbasierten Ansatzes zu einer Klasse führen, die etwa so aussieht:

public class ValueWrapper
{
    public DateTime ValueCreationDate;
    // ... other meta data about the value
    public object ValueA;
    public object ValueB;
}

Dieser Ansatz hat jedoch Nachteile. Der Umgang mit Werten als Objekten kann zu Problemen bei der Typsicherheit führen. Um diese Herausforderungen zu meistern, können wir eine diskriminierte Union nutzen.

In C# kann eine diskriminierte Union mithilfe generischer Typeinschränkungen implementiert werden. Indem wir die generischen Typparameter auf einen bestimmten Satz von Typen beschränken, können wir die Typsicherheit zur Kompilierungszeit gewährleisten.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, eine Klasse zu erstellen, die die Typinformationen kapselt und Methoden für den Zugriff auf den Wert bereitstellt . Zum Beispiel:

public class Union<A, B, C>
{
    private readonly Type type; 
    public readonly A a;
    public readonly B b;
    public readonly C c;

    public Union(A a)
    {
        type = typeof(A);
        this.a = a;
    }
    // ... similar constructors for B and C ...

    public bool Is<T>() where T : A or T : B or T : C
    {
        return typeof(T) == type;
    }
}

Durch die Verwendung dieser diskriminierten Union können wir die Klasse „ValueWrapper“ wie folgt umschreiben:

public class ValueWrapper
{
    public DateTime ValueCreationDate;
    public Union<int, string, Foo> ValueA;
    public Union<double, Bar, Foo> ValueB;
}

Dieser Ansatz gewährleistet die Typsicherheit, indem er die möglichen Werte einschränkt in „ValueA“ und „ValueB“ in den angegebenen Typen gespeichert. Darüber hinaus ist kein Casting und Unboxing mehr erforderlich, was eine effizientere und zuverlässigere Möglichkeit bietet, mit verschiedenen Datentypen zu arbeiten.

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