C#和转换泛型参数

Question

我来自C++模板编程，有时会对泛型产生困惑。由于没有方法特化，我尝试使用强制转换。以下是我的代码：

public interface INonGen
{
    void Get<T>(ref T value);
}

public interface IGen<U> : INonGen
{

}

public class Gen<U> : IGen<U>
{
    private U u;
    public void Get<T>(ref T value)
    {
        if (value is U)
        {
            value = (T) u;
        }         
        else
            throw new Exception();
    }
}

这段代码无法编译。

有没有办法进行强制转换？

我想要这样做的原因是：使用C++模板，我可以为支持的类型创建专门的实现，以及抛出异常的非专用版本。

基本思路是：一个非泛型接口，其中包含一个泛型方法。使用正确类型尝试获取值应该是有效的，尝试使用错误类型可能会抛出异常。

我们应该保持类型安全，所以我需要返回正确类型的实例/值。任何超过对象的捷径都是不可接受的，约束非泛型接口中的类型也是不可接受的。

泛型实现是为了避免重复。我想要支持多种不同的类型（但仅支持一小组类型），但我希望在实例化类（并定义T的含义）时决定这一点；我仍然希望非泛型接口允许使用任何T来访问；也就是说，我不希望在接口中显式列出类型集合。

- Wilbert

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http://msdn.microsoft.com/en-us/library/d5x73970.aspx - Jodrell

你想要实现什么目标？也许有比你现在的方法更好的方式。 - dtb

在模板化编程中，比如C++，似乎可以节省工作量，但实际上会阻碍静态分析，并将你的工作推迟到未来，到那时你将面临更少的时间和更大的压力。利用类型安全帮助你尽早发现问题。 - Jodrell

@Jodrell，那并没有帮助。通过特化，我可以轻松地创建一些Get<double>，Get<ISomething>实现并抛出其他异常。我想在C#中有类似的功能。 - Wilbert

@Wilbert，当T未被处理时，您如何处理异常？ - Jodrell

@Jodrell 这里不是问题的一部分，但好吧：Dict<SomeKey, INonGen>; 我查找键并希望从结果存储库中获取值。当一个键与错误类型匹配时，异常被抛出；所以这没问题。 - Wilbert

Answer 1

将一个对象转换为另一个对象时，如果编译器无法找到一种转换方式，它会报错。由于这两个类型参数没有限制，唯一的选择是使用as运算符。当类型转换失败时，as不会抛出InvalidCastException，而是返回null。要使用as，您还需要将泛型类型限制为类。

public class Gen<U> : IGen<U>
{
    private U u;
    public void Get<T>(ref T value)
            where T : class
    {
        if (value is U)
        {
            value = u as T;
        }         
        else
            throw new Exception();
    }
}

如果您不想添加约束条件，可以将其转换为 Object：

value = (T)(object)u;

但是你的代码存在逻辑错误。如果value is U，那么什么保证u is T呢？例如：

 var gen = new Gen<Base>();
 gen.Set(new DerivedA()); // sets u;
 var b = new DerivedB();
 gen.Get(ref b);

在这种情况下，value is Base，但不是u is DerivedB。转换将在运行时失败。 更新 阅读了一些评论后，我会这样设计：

public interface INonGen
{
    object Value { get; }
}

public interface IGen<U> : INonGen
{
}

public class Gen<U> : IGen<U>
{
    private U u;
    public object Value
    {
       get { return u; }
    }
}

当从字典中获取项目时：

double value = (double)dictionary[key].Value;

如果没有运行时转换，将抛出“InvalidCastException”异常。简单明了，不是吗？

- Eli Arbel

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但是你会失去类型安全性。 - Wilbert

嗯，确实。直觉上，我不喜欢这个答案，但它解决了我的问题。 - Wilbert

@Wilbert：你在我的回答评论中描述的是运行时类型检查。这就是为什么你不喜欢它的原因。你能解释一下为什么你希望该方法可以使用任何T进行调用吗？ - Mike Goodwin

@MikeGoodwin 这是查找的内部部分。我有一个唯一键的集合（在整个应用程序中），它们映射到值或实例；我从 Dict<MyKey, INonGen> 中查找非泛型 repo，然后想获取值或实例。我希望单个字典用于所有键到 repo 的查找，并且如果不匹配类型，则抛出异常，因为这样调用者的逻辑就有错误了。 - Wilbert

@EliArbel 刚刚看到你的更新答案了：不，因为在这种情况下，调用者不需要指定类型。我希望调用者调用 Get<调用者期望的类型>，而不是使用 object get。 - Wilbert

Answer 2

我不确定在这个上下文中INonGen的目的，特别是它有一个泛型方法。如果你去掉那个，你就可以做到这一点。这是可编译的 - 我检查过了; o)

public interface IGen<T>
{
    void Get(ref T value);
}

public class Gen<T, U> : IGen<T> where U : T
{
    private U u;

    public void Get(ref T value) 
    {
        if (value is U)
        {
            value = (T)u;
        }
        else
            throw new Exception();
    }
}

重点是，你不能仅在接口方法上有通用类型参数，因为这会防止你在实现类中指定约束条件。它必须在接口定义本身上。并且实现类必须明确知道两个通用类型参数U和T，以便编译器可以验证转换操作。您可以使用as，但这不是类型安全的，所以您必须处理结果为null的情况，而不是依赖编译器来处理。不建议这样做。如果在您的实际示例中，INonGen具有其他非通用方法或通用方法，在实现方法之外，实现类不需要了解方法的通用类型参数，则可以毫不费力地恢复它。

public interface INonGen
{
    void NonGenericMethod();
    void GenericMethod<V>(V parameter);
}

public interface IGen<T> : INonGen
{
    void Get(ref T value);
}

public class Gen<T, U> : IGen<T> where U : T
{
    private U u;

    public void Get(ref T value) 
    {
        if (value is U)
        {
            value = (T)u;
        }
        else
            throw new Exception();
    }

    public void NonGenericMethod()
    {
    }

    public void GenericMethod<V>(V parameter)
    {
    }
}

- Mike Goodwin

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在第一个例子中，您永远不会遇到异常，因为代码无法编译。 - Jodrell

我希望从非泛型接口中获取Get<T>，并且可以使用任何T进行调用；但是只有当T为U时才应该成功调用。 - Wilbert

Answer 3

你需要使用一个叫做约束条件的概念...

public class Gen<U> : IGen<U> where U : T
{
    private U u;
    public void Get<T>(ref T value)
    {
        if (value is U)
        {
            value = (T) u;
        }         
        else
            throw new Exception();
    }
}

这告诉你，U 必须是或派生自提供给 T 的参数。

- ColinE

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仍然无法构建。出现错误 找不到类型或命名空间名称“T”（是否缺少 using 指令或程序集引用？）。 - Szymon

虽然这个想法在这里（使用约束）存在，但它无法编译：T 泛型类型需要在主类定义中知道。 - Larry

通用类必须接受任何T，但只有在T匹配U时才进行转换/返回值。 - Wilbert

Answer 4

首先，也不要使用 ref。这样你的问题就不存在了。

public interface IThing
{
    object Value { get; }
}

public interface IThing<T> : IThing
{
    T Value { get; }
}

public class Thing<T> : IThing<T>
{
    private T t;

    public object Value
    {
        get
        {
            return this.Get();
        }
    }

    public T Value<T>()
    {
        get
        {
            return this.t;
        }
    }
}

如果你真的想接受一些通用类型，那就要限制它的正确类型

public interface ICrazyThing<T>
{
    void Get<T>(ref T crazy);
}

public class CrazyThing<U, T> : IThing<T> where T : U
{
    private U u;

    public void Get<T>(ref T crazy)
    {
       crazy = this.u;   
    }
}

即使在疯狂的世界中，out比ref更好，因为传入的值是一个毫无意义的实例化，与结果无关。

- Jodrell

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out在内部与ref相同（在C++/Cli中也是如此），但在显式初始化之前，我可以对其进行更多类型确定。 - Wilbert

@Wilbert，抱歉，我不明白你所说的“更多类型确定”的意思。 - Jodrell