如何在 C# 中重载通用数值类的算术运算符？

C#泛型数值类算术运算符重载

在C#中，为泛型类定义算术运算符可能具有挑战性，尤其是在处理受约束的数值类型时。让我们研究一个具体的案例：

问题陈述：

给定泛型类定义：

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

我们如何为这个类定义算术运算符？

失败的尝试：

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

这段代码无法编译，因为' '运算符无法应用于类型'T'和'T'。

算术运算符的约束：

为了解决这个问题，我们需要一个支持算术运算符的数字类型的约束。但是，C#没有明确提供这样的约束。

使用IConvertible的解决方案：

作为替代方案，我们可以使用IConvertible接口作为约束，并使用其方法执行操作。这是一个示例：

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);
    }
}

此解决方案利用IConvertible接口将值转换为double，执行运算，并将结果转换回原始类型。 这里使用了Convert.ChangeType方法进行更可靠的类型转换。

虽然这种方法可以适应更广泛的类型，但需要注意的是，它并非万无一失，如果对指定的类型不支持该运算，则可能会抛出异常。

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