如何在 C# 中重載通用數字類型的算術運算子？

C#泛型類別算術運算子重載

在C#中，由於型別約束的限制，泛型類別的算術運算子重載需要特別考慮。當使用如下所示的泛型類別定義時：

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

我們發現使用直接方法定義算術運算子存在限制：

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

這段程式碼無法編譯，因為由於'T'的泛型特性，' '運算子無法應用於型別'T'和'T'。

為了解決這個問題，我們需要一個專門針對具有算術運算子的數值類型的限制。不幸的是，C#並沒有提供專門的「IArithmetic」限制。

一種替代方法是使用'IConvertible'約束，它允許我們手動處理算術運算：

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); }
}

這段程式碼檢查不支援的類型，例如'string'和'DateTime'，然後將'x'和'y'轉換為double，執行算術運算，並將結果轉換回'T'。

雖然這種方法允許我們為泛型數值類型重載算術運算符，但需要注意的是，它可能無法優雅地處理所有潛在的情況。

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