C# 继承类型转换错误

Question

我对 C# 中的继承有点陌生。我有两个类Velocity.cs 和Position.cs 继承自基类Vector.cs。我正在尝试在Vector.cs 中创建一个名为subtract() 的方法，该方法可以从Velocity.cs 和Position.cs 访问。

这是减法的代码。

     public Vector subtract(Vector v) {
        double nx = this.x - v.x;
        double ny = this.y - v.y;
        double mag = Math.Sqrt(x * x + y * y);
        double ang = Math.Atan2(y, x);
        return new Vector(mag, ang);
    }

定义Velocity.cs类的代码如下。

class Velocity : Vector{

    public Velocity(Position p1, Position p2, double vpref) : base(p1, p2) {
        normalize();
        scale(vpref);
    }

    public Velocity(double vmax) : base(new Random().NextDouble()*vmax, new Random().NextDouble()*2*Math.PI) {

    }

    public void change(Velocity v) {
        x = v.x;
        y = v.y;
        magnitude = Math.Sqrt(x * x + y * y);
        angle = Math.Atan2(y, x);
    }

}

}

当我尝试在外部调用减法函数时，如下所示：

        Velocity v1 = new Velocity(5);
        Velocity v2 = new Velocity(7);
        Velocity result = v1.subtract(v2);

我收到一条错误消息，提示 无法在“Velocity”和“Vector”之间显式转换你忘记了演员表吗？

所以我尝试了Velocity result = (Velocity)v1.subtract(v2);，但这会导致以下错误：发生了“System.InvalidCastException”类型的未处理异常

我怎样才能重写这个函数来使它工作？我真的必须制作返回类型为VectorVelocity 和Position 的函数的三个版本吗？如果是这样，继承的意义何在？我可以把它们放在相关的类中。

注意：我知道速度等级有点小，当时可能看起来毫无意义，我稍后会添加更多内容，我正在做一个项目。

Answer 1

我认为Vector类应该接受一个泛型类型参数，让它知道其派生类的类型：

public class Vector<TImpl> where TImpl : Vector
{
     public TImpl Subtract(TImpl v) 
     {
        double nx = this.x - v.x;
        double ny = this.y - v.y;
        double mag = Math.Sqrt(x * x + y * y);
        double ang = Math.Atan2(y, x);

        return (TImpl)Activator.CreateInstance(typeof(TImpl), new object[] { mag, ang });
    }
}

public class Velocity : Vector<Velocity>
{
}

顺便说一句，我觉得Subtract 方法应该是一个扩展方法，一切都会看起来不那么奇怪：

public static class VectorExtensions
{
      public static TImpl Subtract<TImpl>(this TImpl vectorImpl, TImpl other)
             where TImpl : Vector
      {
        double nx = this.x - v.x;
        double ny = this.y - v.y;
        double mag = Math.Sqrt(x * x + y * y);
        double ang = Math.Atan2(y, x);

        return (TImpl)Activator.CreateInstance(typeof(TImpl), new object[] { mag, ang });
      }
}

...您将能够实现您的目标：

Velocity result = v1.Subtract(v2);

Answer 2

啊，我明白这里发生了什么。因此，您的减法函数返回一个 Vector 对象，但 C# 无法将 Vector 解析回 Velocity。在复制构造函数解决它之前，我曾经遇到过这个问题。

所以在你的 Vector 类中：

public class Vector
{
    /// <summary>
    /// Copy Constructor
    /// </summary>
    /// <param name="toCopy">
    /// The vector object to copy
    /// </param>
    public Vector(Vector toCopy)
    {
        if (toCopy == null)
        {
            throw new ArgumentNullException("toCopy");
        }

        x = toCopy.x;
        y = toCopy.y;
        //What ever other properties you have, assign them here
    }
}

然后在你的 Velocity 课程中：

public class Velocity : Vector
{
    public Velocity(Vector vector)
        : base(vector)
    {
    }
}

最后，如何使用：

Velocity result = new Velocity((v1).subtract(v2));

Answer 3

请注意您的代码

Velocity result = (Velocity)v1.subtract(v2);

不会将减法的结果转换为 Velocity 类型。正确的做法是：

Velocity result = (Velocity)(v1.subtract(v2));

Answer 4

您不必编写三个版本的代码。 你可以编写一个泛型函数。

public T Substract<T> (T vector) where T: Vector
{
    ...
    return new T(...); // Edited to demonstrate last line as asked from comment
}