如何在 C# 中重载通用数字类型的算术运算符？

C#泛型类算术运算符重载

在C#中，由于类型约束的限制，泛型类的算术运算符重载需要特别考虑。当使用如下所示的泛型类定义时：

<code class="language-csharp">public class ConstrainedNumber<T> :
    IEquatable<ConstrainedNumber<T>>,
    IEquatable<T>,
    IComparable<ConstrainedNumber<T>>,
    IComparable<T>,
    IComparable
    where T : struct, IComparable, IComparable<T>, IEquatable<T></code>

我们发现使用直接方法定义算术运算符存在限制：

<code class="language-csharp">public static T operator +(ConstrainedNumber<T> x, ConstrainedNumber<T> y)
{
    return x._value + y._value;
}</code>

这段代码无法编译，因为由于'T'的泛型特性，' '运算符无法应用于类型'T'和'T'。

为了解决这个问题，我们需要一个专门针对具有算术运算符的数值类型的约束。不幸的是，C#没有提供专门的“IArithmetic”约束。

一种替代方法是使用'IConvertible'约束，它允许我们手动处理算术运算：

<code class="language-csharp">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); }
}</code>

这段代码检查不支持的类型，例如'string'和'DateTime'，然后将'x'和'y'转换为double，执行算术运算，并将结果转换回'T'。

虽然这种方法允许我们为泛型数值类型重载算术运算符，但需要注意的是，它可能无法优雅地处理所有潜在的情况。

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