有没有办法在 C# 中生成函数重载？

Question

上下文：

我正在用 C# 实现一个 BigRational 结构，它需要各种算术和比较重载。由于使用了var，许多重载中的代码看起来完全相同。最重要的是，我收到了 CA2225 的警告，其中指出各种运营商需要一种“友好的替代命名”方法。见https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/fundamentals/code-analysis/quality-rules/ca2225

由于许多算术运算符都被重载了

• (BigRational, BigRational) -> BigRational
• (BigRational, BigInteger) -> BigRational
• (BigInteger, BigRational) -> BigRational
• （BigRational，长）-> BigRational
• (long, BigRational) -> BigRational
• (BigRational, ulong) -> BigRational
• (ulong, BigRational) -> BigRational

和比较运算符

• (BigRational, BigRational) -> bool
• (BigRational, BigInteger) -> bool
• (BigInteger, BigRational) -> bool
• （BigRational，长）-> bool
• (long, BigRational) -> bool
• (BigRational, ulong) -> bool
• (ulong, BigRational) -> bool

这会导致大量重复代码和样板。

问题：

有没有简单的方法来使用 C# 9 样式生成器来实现这个？

侧面思考：

如果 C# 能够在语言中内置重载生成功能，那就太好了

public static BigRational Add<T>(BigRational augend, T addend)
    where T overloads: BigInteger, long, ulong
{
    // use var in code...
}

等价于

public static BigRational Add(BigRational augend, BigInteger addend)
{
}

public static BigRational Add(BigRational augend, long addend)
{
}

public static BigRational Add(BigRational augend, ulong addend)
{
}

这也允许人们为不共享基类或接口但具有非常相似的 API 的类型编写单个函数。

Answer 1

这是您可以编写的source generator 的想法，它可以让您在一般情况下解决这个问题。我不打算编写源代码生成器，因为那会是相当多的工作，但我会重点介绍它的设计。

你会这样写你的类：

public partial struct BigRational
{
    public static BigRational Add(BigRational augend, [GenerateOverloadsFor(typeof(long), typeof(ulong ))] BigInteger addend)
    {
    }
}

然后源生成器将检测GenerateOverloadsForAttribute 的用法并生成以下内容：

partial struct BigRational
{
    public static BigRational Add(BigRational augend, long addend)
    {
    }

    public static BigRational Add(BigRational augend, ulong addend)
    {
    }
}

虽然为这种特定情况编写源代码生成器不太值得，但希望该解决方案足够通用以适用于其他用例。

为了让您的源代码生成器简单明了，它可能只是将代码直接从“模板”复制到生成的重载中。这意味着您必须仔细编写代码，以便它适用于所有重载，否则您将收到编译时错误。