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(class) Velocity.cs和 Position.cs从基类继承的 Vector.cs .我正在尝试创建一个名为 subtract() 的方法里面Vector.cs可以从 Velocity.cs 访问和 Position.cs .

这里是减法的代码。

     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 的代码类在下面。

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函数 subtract 时，是这样的:

        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“速度”和“矢量”之间显式转换你是否忘记了转换？

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

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

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

Answer 1

我相信 Vector 类应该接受一个泛型类型参数，让它知道它的派生类的类型:

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，一切看起来都不那么奇怪:

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);