如何在 C# 中重載通用數值類別的算術運算子？

C#泛型數值類算術運算子重載

在C#中，為泛型類別定義算術運算子可能具有挑戰性，尤其是在處理受約束的數值類型時。讓我們研究一個具體的案例：

問題陳述：

給定泛型類別定義：

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

我們如何為這個類別定義算術運算子？

失敗的嘗試：

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

這段程式碼無法編譯，因為' '運算子無法應用於型別'T'和'T'。

算術運算子的限制：

為了解決這個問題，我們需要一個支援算術運算子的數字類型的限制。但是，C#並沒有明確提供這樣的限制。

使用IConvertible的解決方案：

作為替代方案，我們可以使用IConvertible介面作為約束，並使用其方法執行操作。這是一個範例：

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)Convert.ChangeType(x.ToDouble(NumberFormatInfo.CurrentInfo) + y.ToDouble(NumberFormatInfo.CurrentInfo), type);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        throw new ApplicationException("The operation failed.", ex);
    }
}

此解決方案利用IConvertible介面將值轉換為double，執行運算，並將結果轉換回原始型別。 這裡使用了Convert.ChangeType方法進行更可靠的型別轉換。

雖然這種方法可以適應更廣泛的類型，但需要注意的是，它並非萬無一失，如果對指定的類型不支援該運算，則可能會拋出異常。

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