为什么不能在泛型中要求运算符重载？

Question

在C++中，您可以像这样编写代码：

template<class T>
T Add(T lhs, T rhs)
{
    return lhs + rhs;
}

但是在C#中不能像这样做：

public static T Add<T>(T x, T y) where T : operator+
{
    return x + y;
}

有什么原因吗？我知道可以通过反射实现（使用对象的通用Add，然后对所有内容进行类型检查），但这种方法效率低下且不易扩展。所以，再次问一遍，为什么？

- Cole Tobin

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这看起来像是 https://dev59.com/8XRA5IYBdhLWcg3w_DDF 的重复。 - neontapir

@neontapir 接受的答案使用了反射。我提到过我知道可以用那种方式来做，但我宁愿不这样做。 - Cole Tobin

我认为在第二段中你的意思是C#不能这样做，即问题是“为什么没有运算符重载类型约束？”（顺便说一下，我不知道答案）。 - The Dag

C++泛型不同于C#模板，并且行为也不相同。在Stack Overflow上询问“为什么”并不是一个好问题。 - asawyer

Answer 1

这并非不可能。泛型类型约束是通过接口调用实现的。如果存在一个提供 operator+ 的接口，那么这将起作用。

然而，这个接口将需要适用于所有相关类型，才能像基于 C++ 模板的类似物一样通用。

另一个问题是 .NET 不能多重分配。接口调用将是不对称的：a.Plus(b) 可能意味着与 b.Plus(a) 不同的东西。顺便说一下，Equals 也有同样的问题。

因此，这个问题可能没有达到“实用性”的标准或“成本效益”的标准。这不是不可能的问题，而是实际问题。

证明它是可能的：((dynamic)a) + ((dynamic)b)。

- usr

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你没有提到一件事（至少不是明确地）：不存在能够提供 operator+ 的接口，因为运算符必须是静态方法，而静态方法不能是接口的成员。 - svick

@svick 我在谈论一个假设的 .NET 未来版本。操作符可以增加实例方法版本。现在，你是正确的。 - usr

Answer 2

公共语言运行库（CLR）本身不支持这些限制条件，而C#设计团队显然决定支持与CLR相同的一组限制条件。 可能CLR团队和C#团队都认为实施此功能的好处并不超过规范、实施和测试的成本。

如果您想使用支持这些限制条件的.NET语言，请考虑查看F＃。

- kvb

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尽管我相信 F# 仅在某些情况下支持此类约束（因为 CLR 约束的限制）。 - svick

@svick - F# 尽可能使用 CLR 约束，但它有自己的元数据格式来表示许多无法在 CLR 类型系统中表达的 F# 特定信息。其中之一是成员约束，它要求类型具有特定名称和签名的方法。 - kvb

Answer 3

有几种可能的方法来实现运算符约束，它们都不是微不足道的（并且可能需要更改CLR），或者有显着的缺点（例如，它们会很慢，比两个整数相加要慢得多）。

这是相对容易解决的问题（使用dynamic的缓慢、通用和不安全的方式，或者具有大量重载的快速、类型特定和安全的方式）。因此，这种功能可能被认为是“好的”，但远远不重要到足以保证进行此类更改。

- svick