如何在C#中对通用数字进行求和？

Question

如下所示的代码中，我需要计算两个通用数值的总和。

可能有重复：
C#仅限整数的通用约束

public class NumberContainer<T>
{
    public T ValueA { get; private set; }
    public T ValueB { get; private set; }
    public T Total { get { return ValueA + ValueB; } }
}

然而，直接将两个T值相加是不可能的，这会导致编译器错误如下：

无法将运算符“+”应用于类型为“T”和“T”的操作数

考虑到我不打算将T用于除了表示数字（short、ushort、int、uint等）之外的任何其他内容，那么我该如何执行求和操作呢？（效率是需要考虑的因素）

- user356178

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可能性之一：C#中是否有适用于“实数”类型的泛型约束？ - M.Babcock

该问题被关闭为寻求对T施加约束的重复问题，而不是本问题所尝试做的。我认为应该重新开放此问题。 - Sergey Kalinichenko

Answer 1

您可以使用LINQ中的“小魔法”来实现这一点：

private static readonly Func<T, T, T> adder;
static NumberContainer() {
    var p1 = Expression.Parameter(typeof (T));
    var p2 = Expression.Parameter(typeof (T));
    adder = (Func<T, T, T>)Expression
        .Lambda(Expression.Add(p1, p2), p1, p2)
        .Compile();
} 
public T Total { get { return adder(ValueA, ValueB); } }

唯一的缺点是，即使使用不支持加法的类型T实例化NumberContainer，这个代码也可以编译；当然，在运行时它会抛出异常。一个额外的好处是，这应该可以使用用户定义的+操作符。

- Sergey Kalinichenko

Answer 2

除了使用LINQ外，如果你在.NET 4上，可以使用dynamic实现这一点：

static T Add<T>(T x, T y) 
{
    dynamic dx = x, dy = y;
    return dx + dy;
}

在您的代码示例中，这将变成：

public class NumberContainer<T> where T: struct
{
    public T ValueA { get; private set; }
    public T ValueB { get; private set; }
    public T Total { get { return ((dynamic)ValueA) + ((dynamic)ValueB); } }
}

然而，这种方法并不能保证安全。如果T是某个不支持+的随机结构体，则可能会出现异常（我认为是这样）。

- M.Babcock

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动态使用有点可怕，特别是考虑到运算符不是虚拟的...我猜它会通过它的魔法盒子“自动工作”。（我更喜欢结构类型也一样 :-/) - user166390

@pst - 我同意，但它确实可以工作。不过我理解你的观点。 - M.Babcock

Answer 3

您可以为 T 指定一个约束，使其必须是一个结构体，并且可能实现了 I

public class NumberContainer<T>
        where T : struct, IConvertible
    {
        public T ValueA { get; private set; }
        public T ValueB { get; private set; }
        public T Total {
            get
            {
                // do type checking here, then:

                return (T)Convert.ChangeType(
                    Convert.ToDouble((object)ValueA) +
                    Convert.ToDouble((object)ValueB), typeof(T));
            } 
        }
    }

然而，使用泛型无法在编译时保证T是整数或浮点类型。不过，您可以在运行时检查并抛出异常。

- moribvndvs

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我凭记忆修改并编译了它。如果您想进一步阐述为什么它不起作用，那将更有帮助。 - moribvndvs

DateTime是一个结构体和IConvertible，但不能转换为double，因此每当您使用DateTime参数调用它时，它将抛出异常。 - brainfood

Answer 4

您可以将其视为抽象基类，并派生指定T值并提供Total实现的特定类。

public abstract class NumberContainer<T>
    where T: struct
{
    public T ValueA { get; private set; }
    public T ValueB { get; private set; }
    public abstract T Total();
}

public class IntContainer : NumberContainer<int>
{
    public override int Total()
    {
        return ValueA + ValueB;
    }
}

- Michael Christensen

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如果一个 int 可以转换为 T，那么这就不是问题了。你的代码无法编译。 - M.Babcock

我真傻。更新答案，提供另一种解决方案，因为现在有几个使用动态和链接的解决方案。 - Michael Christensen