如何编写一个可能返回两种不同类型的方法？

Question

我有一个名为 Vector 的类，我正在对它实现乘法运算符，这是我的实现：

public static Object operator *(Vector x, Vector y)
{

    //Possible return objects
    Matrix multiplicationResultMatrix;
    float multiplicationResultScalar = 0f;


    if (x.VectorType != y.VectorType)
    {
        if (x.Length == y.Length)
        {
            if ((x.VectorType == VectorType.Row) && (y.VectorType == VectorType.Column))
            {
                for (ulong i = 0; i < x.Length; i++)
                {
                    multiplicationResultScalar += x[i] * y[i];
                }
            }
            else
            {
                if ((x.VectorType == VectorType.Column) && (y.VectorType == VectorType.Row))
                {
                    multiplicationResultMatrix = new Matrix(x.Length);
                    for (ulong j = 0; j < x.Length; j++)
                    {
                        for (ulong i = 0; i < x.Length; i++)
                        {
                            multiplicationResultMatrix[i, j] += x[i] * y[j];
                        }
                    }
                }
            }
        }
        else
        {
            throw new ArithmeticException("Unhandled Arithmetic Exception, Multiplication of two vectors of different length is not allowed");
        }
    }
    else
    {
        throw new ArithmeticException("Unhandled Arithmetic Exception, Multiplicating vectors of the same type is not allowed");
    }

    //What should I return
    return ?
}

我应该如何定义返回类型？我曾想过将它们装箱，并在食用时拆箱，但我认为这不是一个好的安全解决方案。

更新：

我也考虑过只返回一个矩阵对象，因为标量是一个 1x1 矩阵，问题是矩阵类有一些复杂的方法和属性，这些方法和属性在 1x1 的情况下不能正常工作（这将强迫我添加一些代码），加上我想最小化和优化计算，我正在处理数百万范围内的矩阵乘法。

Answer 1

您应该避免根据输入参数的值更改返回类型（与编译时已知的静态类型相反）。这使得调用者完成了你方法工作的一部分，即找出返回了什么。

有两种解决方案：

• 始终返回相同类型的对象 - 您的方法将返回 NxN 矩阵或 1x1 矩阵，具体取决于列或行是否在前，或者
• 定义不同类型的单独方法 - 不使用运算符，而是创建 MultiplyRowCol 和 MultiplyColRow 方法，返回不同类型的对象。

从技术上讲，第一个解决方案更好，因为逐列相乘会产生一个包含单个元素的矩阵，而不是一个标量。

Answer 2

C# 对 sum 类型的支持非常有限，但这是可能的。有一个nice implementation of a Discriminated Union here on StackOverFlow。使用它，您的方法可能如下所示：

public static Union2<Matrix, float> operator *(Vector x, Vector y)
{
    (...)
    return multiplicationResultMatrix != null 
        ? new Union2<Matrix, float>.Case1(multiplicationResultMatrix)
        : new Union2<Matrix, float>.Case2(multiplicationResultFloat);
}

请注意，在这种情况下，我实际上并不建议这样做，因为我同意其他发帖人的观点，即始终返回矩阵会是更好的设计。但你知道，这是可行的。

Answer 3

如果它们没有共同的基类或接口，那么Object 是您唯一的选择。