c# - C#中泛型数值类型的讨论

Question

我想知道是否有一种方法，在 C# 中，有一个基于基本类型的类型，并复制它以使用其他基本类型。

我知道这不是很清楚，我真的不知道如何解释这个(而且英语不是我的母语，抱歉......)，所以我会尝试用伪代码来解释它.

一个简单的例子:

public struct Vector2d {
    public double X;
    public double Y;

    //Arithmetic methods: Length, normalize, rotate, operators overloads, etc...
}

问题是我想要这种类型的 float 和 int32 版本。

我实际上在做什么(有效的 C# 代码):

//This type contains all useful methods
public struct Vector2d {
    public float X;
    public float Y;

    public Vector2f AsFloat() {
        return new Vector2f((float)X, (float)Y);
    }
    public Vector2f AsInteger() {
        return new Vector2i((int)X, (int)Y);
    }

    //Arithmetic methods
}

//These types are only here to be casted from/to, all the arithmetics methods are on the double-based type
public struct Vector2f {
    public float X;
    public float Y;

    public Vector2f AsDouble() {
        return new Vector2d(X, Y);
    }
    public Vector2f AsInteger() {
        return new Vector2i((int)X, (int)Y);
    }
}
public struct Vector2i {
    public int X;
    public int Y;

    public Vector2f AsFloat() {
        return new Vector2f(X, Y);
    }
    public Vector2f AsDouble() {
        return new Vector2d(X, Y);
    }
}

虽然有效但并不“性感”，如果使用 AsXXX 方法进行大量转换，将不可避免地影响性能。

理想情况下，我会在所有三种类型上都有算术方法，但维护起来会很痛苦......

什么是理想的解决方案(伪代码，无效的 C#):

public struct Vector2<T> where T : numeric {
    public T X;
    public T Y;

    public T Length {
        return (T)Math.Sqrt(X * X + Y * Y);
    }
    //Other arithmetic methods
}

我知道目前这在 C# 中是不可能的，但这是真正的问题:

您是否知道如何妥善有效地处理这个问题？

我一直在想的(伪代码，无效的 C#):

//The TYPE defined constant should be used by Vector2Body instead of plain typed "double", "float", etc...

public struct Vector2d {
    #define TYPE double
    #import Vector2Body
}

public struct Vector2f {
    #define TYPE float
    #import Vector2Body
}

public struct Vector2i {
    #define TYPE int
    #import Vector2Body
}

这样我就不会有重复的代码，更容易维护

等待你的想法:)

PS:如果版主对如何更好地格式化我的问题有想法，请随时对其进行编辑:)

Answer 1

这是 @mike-z 给出的一个非常好的方法，使用 T4 模板:

模板(.tt 文件):

<#@ template debug="false" hostspecific="false" language="C#" #>
<#@ assembly name="System.Core" #>
<#@ import namespace="System.Linq" #>
<#@ import namespace="System.Text" #>
<#@ import namespace="System.Collections.Generic" #>
<#@ output extension=".cs" #>
using System;

namespace My.Math {
<# Vector2Body("d", "double"); #>
<# Vector2Body("f", "float"); #>
<# Vector2Body("i", "int"); #>
}

<#+ private void Vector2Body(string suffix, string t) { #>

    public struct Vector2<#= suffix #> {
        public <#= t #> X;
        public <#= t #> Y;

        //Arithmetic for <#= t #>...
    }

<#+ } #>

以及自动生成的代码:

using System;

namespace My.Math {

    public struct Vector2d {
        public double X;
        public double Y;

        //Arithmetic for double...
    }


    public struct Vector2f {
        public float X;
        public float Y;

        //Arithmetic for float...
    }


    public struct Vector2i {
        public int X;
        public int Y;

        //Arithmetic for int...
    }

}

没有泛型，所以没有性能影响，代码一次编写...