编写一个不是容器的泛型类？ [C＃]

Question

目标：

我一直在尝试用 C# 编写一个通用的帮助程序/实用程序类，它表示经过边界检查的数字范围。

这个想法是，用户可以通过定义最小值和最大值（例如，从 0 到 10、从 -15 到 3、从 -7 到 -2 等）来创建一个连续的数字范围。该范围还包含一个当前值，并根据上限/下限检查该值。如果当前值大于最大值（或小于最小值），则它要么被封顶，要么被环绕。我希望这个类是通用的，以便客户可以为他们的用例选择合适的类型/大小/精度。

这是我目前所拥有的：

public class Range<T> where T : IComparable<T> {

    private T value;
    private T min;
    private T max;

    private bool wrap;

    public Range ( T minimumValue, T maximumValue, T initialValue, bool tempWrap = false ) {
        value = initialValue;
        min = minimumValue;
        max = maximumValue;
        wrap = tempWrap;

        LimitBounds ();
    }

    private void LimitBounds () {
        if( wrap != true ) {
            if ( value > max ) { value = max; }
            else if ( value < min ) { value = min ; }
        }
        else {
            T wrapAmount = 0;

            if ( value > max ) { 
                wrapAmount = value - max;
                value = min + wrapAmount;
            }
            else if ( value < min ) {
                wrapAmount = min - value;
                value = max - wrapAmount;
            }
        }
    }

    public T GetValue() {
        return value;
    }

    public void SetValue(T tempValue) {
        value = tempValue;
        LimitBounds ();
    }

    public void Increment() {
        value++;
        LimitBounds ();
    }

    public void Decrement() {
        value--;
        LimitBounds ();
    }

    public bool Equals(Range<T> tempRange)
    {
        return (value == tempRange.value);
    }

    public static bool operator > (Range<T> r1, Range<T> r2)
    {
        return (r1.value > r2.value);
    }

    public static bool operator < (Range<T> r1, Range<T> r2)
    {
        return (r1.value < r2.value);
    }

    public static Range<T> operator ++ ( Range<T> r ) {
        r.Increment ();
        return r;
    }

    public static Range<T> operator -- ( Range<T> r ) {
        r.Decrement ();
        return r;
    }
}

问题：

我真的是 C# 的新手，尽管有更多的 C++ 经验，但我还是有点卡在这里。我的编译器在抱怨：

"Operator `>' cannot be applied to operands of type `T' and `T'"

.. 我的大多数运算符重载都有类似的错误。我认为，如果我确保我的类处理的类型实现“可比较”，那么重载比较运算符就可以了。我显然在这里做错了什么，但我不确定我需要做什么。

如果它简化了事情，这个类真的只需要处理纯数值/类型（字节、短、整数、浮点等）..

更新编辑 1：

如下所示，我可以通过在这些函数中切换到 CompareTo 来消除比较操作导致的一堆编译错误：

    public bool Equals(Range<T> tempRange)
    {
        return (value.CompareTo(tempRange.value) == 0);
    }

    public static bool operator > (Range<T> r1, Range<T> r2)
    {
        return (r1.value.CompareTo (r2.value) > 0);
    }

    public static bool operator < (Range<T> r1, Range<T> r2)
    {
        return (r1.value.CompareTo (r2.value) < 0);
    }

我还添加了“结构”约束。不过，我仍然不确定从这里去哪里。由于我一直在使用各种加法、减法、递增和递减运算符，我的代码仍然无法编译。我尝试添加 byte、short、int 和 float 作为额外的类型约束，但这没有奏效，并且给了我一个编译时错误。

从这里我有什么选择？因为这个类只用于处理数字范围（基本上只有各种大小的整数 [byte, short, int, long 也许] 和浮点小数）并且不能为空或引用类型，所以还有其他一些我可以的约束吗用来做这个工作？我是否必须围绕实现自定义“INumber”接口的基本数据类型创建一堆包装类？

或者这是对泛型类的滥用，我应该为不同类型创建一堆独立的范围类？是否可以创建一个实现我想要的行为类型的泛型类？

Answer 1

错误的原因是编译器无法确定T的类型是否会正确地重载所有这些运算符。而且也没有这样的约束来强制它。

例如，使用CompareTo 方法代替比较运算符，而不是

value > max

使用

value.CompareTo(max) > 0

对于相等 value.CompareTo(max) == 0 对于小于：value.CompareTo(max) < 0

有关更多信息，请查看文档IComparable.CompareTo Method

Increment 和 Decrement 运算符比较棘手。您可以为您的类型编写不同的重载来增加和减少，并为当前类型调用适当的重载。

最后一点，如果您打算将此方法仅用于 (byte,int,double) 之类的结构类型，您可能需要添加 struct 约束。

Answer 2

这是使用操作符和泛型的问题，很多代码无法编译。例如，value++ 或 value--。编译器不知道T 是否实现了特定的运算符。不幸的是，运营商（目前）还没有任何限制，因此您只能使用一些非常非通用的解决方案，或者您可以使用dynamic 作为解决方法。

请注意这是绕过编译时检查。您的代码可以很好地编译在运行时会中断的类型。

public void Increment()
{
    dynamic x = value;
    x++;
    value = x;
}

Answer 3

使用泛型，您不能进行算术运算，因为直到编译时，您才知道 . 的类型。

所以你可以做两件事：

1. 如果总是这样，您将拥有 long、decimal 等类型，然后将泛型类限制为仅用于这些类型。

2. 运算符重载