C#中用户定义的编译时类型约束

Question

目前，我正在C#中试验泛型，并对自己提出了以下挑战：

给定一个泛型函数f<T>，在编译期间验证T是来自给定集T1、T2、.、Tn的类型。例如，如果在f<T>中我们有

CompileTimeAssert<T>.isContainedIn<TypeList<string, int, bool>>();

然后f<int>应该编译，而f<double>不应该编译。

我还没到呢。到目前为止，这就是我所拥有的：

interface ContainsType<T> {}

class TypeList<T1>: ContainsType<T1> {} 
class TypeList<T1, T2>: TypeList<T2>, ContainsType<T1>  {}
class TypeList<T1, T2, T3>: TypeList<T2, T3>, ContainsType<T1> {}
class TypeList<T1, T2, T3, T4>: TypeList<T2, T3, T4>, ContainsType<T1> {}
// add longer type lists to taste

class CompileTimeAssert<T>
{
    public static void isContainedIn<TypeList>()
        where TypeList: ContainsType<T> {}
    public static void isContainedIn<TypeList>(TypeList tl)
        where TypeList: ContainsType<T> {}
}

鉴于上述代码，如下所示(如预期)：

 // uses first overload
CompileTimeAssert<int>.isContainedIn<TypeList<string, int, bool>>();

var myTypeList = new TypeList<string, bool>();
CompileTimeAssert<string>.isContainedIn(myTypeList); // uses second overload

以下内容也未按预期进行汇编：

CompileTimeAssert<short>.isContainedIn<TypeList<string, int, bool>>();

var myTypeList = new TypeList<string, bool>();
CompileTimeAssert<double>.isContainedIn(myTypeList);

这一切都很可爱，但也没用。如果一个人能够做到以下几点，就会变得更加有用：

void f<T>()
{
    CompileTimeAssert<T>.isContainedIn<TypeList<string, int, bool>>();
}

然后让f<int>编译，f<double>会导致编译错误。

唉，上面给出的f<T>无法编译(不管有什么具体类型的调用)。我得到了以下错误(在Mac上使用MonoDevelop )：

Error CS0311:从TypeList<string,int,bool>' cannot be used as type parameter 'TypeList' in the generic type or method 'CompileTimeAssert<T>.isContainedIn<TypeList>()'. There is no implicit reference conversion fromTypeList到ContainsType的类型

我有点理解为什么这不起作用，但到目前为止，我还没有想出一个可行的办法。有没有人知道在C#中我想要的东西是否是可能的？

谢谢。

Answer 1

挑战的目标是无用的，因为.NET的泛型与编译时构造一样是运行时结构。即使您的程序编译没有错误，仍然可以通过反射扩展您的泛型，传递“未经批准”的类型。

我知道您是从哪里来的(我也非常喜欢Alexandrescu的那本书)，但是了解C#泛型的一个重要方面是，泛型不是C++模板。除了小的句法相似性，他们甚至没有那么接近：“不是相同的大概，不是同一个联盟，甚至不是同一项运动”。需要进行编译时验证的主要驱动力是："ints是好的，双行不是OK的)，您可以隐式地访问操作:如果在模板扩展中提供的a和b类型允许+操作，那么+就会成功。在C#中不一样:如果希望对传递给泛型的值执行操作，则必须通过类型约束显式地规定该操作的存在，或者提供执行该操作的显式方法(委托、接口等)。无论哪种方式，告诉编译器您的模板适用于ints，而不是双倍，这绝对不会为您买到任何东西。

Answer 2

我看不出你想做的事怎么可能是仿制药。

这样一个泛型类的目的是什么(这里没有编译，这里给出了示例)：

public class GenericClass<T>
    where T : A
    where T : B
    where T : C
{
    public T MyMember { get; set; }

    public GenericClass(T myMember)
    {
        this.MyMember = myMember;
    }
}

• 如果它的意思是"T必须是A、B和C"，那么就不可能因为在C#中不存在多重继承。如果它的意思是"T必须是A、B或C"，那么：
  • ，如果A、B和C没有任何共同之处，那么GenericClass就没有目的:当三个类没有任何共同点时，您会用MyMember实现什么逻辑?如果A、B、anc有一些共同点，那么所有类都实现一个特定的接口或继承相同的基类，那么
  • 会实现什么逻辑？并且您将使用这个接口或基类作为constraint.

的where

​

Answer 3

这是行不通的，因为C#泛型函数只需要通过基于约束的类型检查。不考虑实际的类型参数，因为泛型不是专门化的。

您所承诺的唯一的事情就是(隐式地) T : object。

所以编译器类型检查

CompileTimeAssert<object>.isContainedIn<TypeList<string, int, bool>>();

这(正确)无法编译。

另一方面，你可以写：

void f<T>() where T : Form
{
    CompileTimeAssert<T>.isContainedIn<TypeList<string, Control>>();
}

而且它会编译，因为每个Form都是-一个Control。