在开发库时，是否应该对3D点和向量使用泛型？

Question

对于某些上下文，我主要使用C++编程，但也有为一些非常有限的应用程序编写C#的经验。

我正在为C#开发一个库，它涉及到空间中的3D点的大量工作。我打算在各种上下文中使用这个库，并希望它尽可能通用，但我很难准确地锁定我应该如何处理3D点和向量，而不强制用户显式地使用我的Point3D类型。

根据我的经验，大多数应用程序都有自己的点实现，例如Rhino3D或unity的Point3D结构，它们的类型相同:包含X、Y和Z成员的结构。我想支持所有有X，Y和Z成员的结构，而不仅仅是一个。如果有帮助的话，如果我用C++编写这篇文章，我会使用模板。

我已经并且仍然在互联网上寻找解决这个问题的方法。任何帮助都是非常感谢的。

Answer 1

如果没有更多关于您的确切问题的上下文，我会说不，在这种情况下您不应该使用泛型。C#泛型方法只能引用编译时T上已知的属性或方法。例如，此方法工作如下：

public string GetString<T>(T obj) { return obj.ToString(); }

之所以编译得很好，是因为ToString()是在System.Object上定义的，所有的东西都继承了它。

对于类似于点或向量的类型，您可能需要这样的内容：

public int GetMagnitude<T>(T vector) {
   return Math.Sqrt(vector.X + vector.Y);
}

但是，并不是所有类型都有X和Y，因此需要通用约束。这是官方文档：https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/generics/constraints-on-type-parameters

与您的情况相关的是，您需要约束到继承基类或实现接口的类型。类似于：

public int GetMagnitude<T>(T vector) where T : IVector {
   return Math.Sqrt(vector.X + vector.Y);
}

这里的问题是，您想要使用它的任何可能的库都必须让它们的向量类实现这个接口，而且没有一个常用的接口，这将是一个安全的选择。

可能令人感兴趣的是拟议的语言特征“形状”。https://github.com/dotnet/csharplang/issues/164

这将允许对泛型使用更多的“鸭类型”方法。

这已经积压了一段时间了。在开发周期的早期，它看起来可能是C#8的候选人，现在它是C#9的一种可能，所以不要抱太大的希望。