C# 中是不是有带有参数约束的通用构造函数？

Posted 2023-02-22

【中文标题】C# 中是不是有带有参数约束的通用构造函数？

【英文标题】：Is there a generic constructor with parameter constraint in C#?C# 中是否有带有参数约束的通用构造函数？

【发布时间】：2010-12-23 14:17:57

【问题描述】：

在 C# 中，您可以对泛型方法施加约束，例如：

public class A 

    public static void Method<T> (T a) where T : new() 
        //...do something...
    

您指定T 应该有一个不需要参数的构造函数。我想知道是否有办法添加诸如“存在带有float[,] 参数的构造函数？”之类的约束。

以下代码无法编译：

public class A 

    public static void Method<T> (T a) where T : new(float[,] u) 
        //...do something...
    

解决方法也有用吗？

【参考方案1】：

如你所见，你不能这样做。

作为一种解决方法，我通常会提供一个可以创建 T 类型对象的委托：

public class A 

    public static void Method<T> (T a, Func<float[,], T> creator) 
        //...do something...
    

【讨论】：

参数化构造函数约束是否因逻辑原因而缺失，或者它只是尚未添加到语言中的东西？

同意...我们应该有new(float, double)、new(string)等

@Matthew 并不是每个类都有无参构造函数，如果你定义了带参数的构造函数，并且没有重新定义默认构造函数，那么没有默认构造函数。

@Matthew 这就是泛型类型约束的重点。您需要一个类，它派生自某个类并包含具有特定参数的构造函数。

@bc3tech，从技术上讲，您的观点并非 100% 正确。如果基类没有默认构造函数，则必须提供调用基类构造函数之一的构造函数。您不必提供匹配的构造函数。这里有一个微妙的区别......

【参考方案2】：

使用反射创建泛型对象，该类型仍需要声明正确的构造函数，否则将引发异常。您可以传入任何参数，只要它们与构造函数之一匹配即可。

使用这种方式，您不能对模板中的构造函数施加约束。 如果缺少构造函数，则需要在运行时处理异常，而不是在编译时出错。

// public static object CreateInstance(Type type, params object[] args);

// Example 1
T t = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T));
// Example 2
T t = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T), arg0, arg1, arg2, ...);
// Example 3
T t = (T)Activator.CreateInstance(typeof(T), (string)arg0, (int)arg1, (bool)arg2);

【参考方案3】：

没有这样的结构。您只能指定一个空的构造函数约束。

我使用 lambda 方法解决了这个问题。

public static void Method<T>(Func<int,T> del) 
  var t = del(42);

用例

Method(x => new Foo(x));

【讨论】：

Method内部没有办法抽象Foo的创建？

如果Method 的用户使用Method(x => new Foo()); 怎么办？有没有办法确保 lambda 应该是这样的？

在这种情况下提供委托而不是返回 int 并让消费者包装它有什么好处？感觉就像是没有任何收获的额外样板。

【参考方案4】：

这是我个人认为非常有效的解决方法。如果您想到什么是泛型参数化构造函数约束，它实际上是类型和具有特定签名的构造函数之间的映射。您可以使用字典创建自己的此类映射。将它们放在静态“工厂”类中，您可以创建不同类型的对象，而不必担心每次都构建构造函数 lambda：

public static class BaseTypeFactory

   private delegate BaseType BaseTypeConstructor(int pParam1, int pParam2);

   private static readonly Dictionary<Type, BaseTypeConstructor>
   mTypeConstructors = new Dictionary<Type, BaseTypeConstructor>
   
       typeof(Object1), (pParam1, pParam2) => new Object1(pParam1, pParam2) ,
       typeof(Object2), (pParam1, pParam2) => new Object2(pParam1, pParam2) ,
       typeof(Object3), (pParam1, pParam2) => new Object3(pParam1, pParam2) 
   ;

然后在你的泛型方法中，例如：

   public static T BuildBaseType<T>(...)
      where T : BaseType
   
      ...
      T myObject = (T)mTypeConstructors[typeof(T)](value1, value2);
      ...
      return myObject;
   

【讨论】：

我现在正在使用这个，我认为这是一个很好的模式。非常适合工厂模式。谢谢！

这也可以扩展为基于其他数据创建类型。在解析类似 IFF 的文件时，我经常使用这种类型的构造。我更喜欢在类型本身上定义静态构造函数，所以我的字典条目最终看起来像 ["CELL"] = Cell.CreateInstance, ["WRLD"] = World.CreateInstance, ...

【参考方案5】：

没有。目前，您可以指定的唯一构造函数约束是无参数构造函数。

【参考方案6】：

我认为这是对对象的构造方式施加约束的最干净的解决方案。它不是完全编译时检查的。当您同意使类的实际构造函数具有与 IConstructor 接口相同的签名时，这有点像对构造函数有约束。由于显式接口实现，Constructor 方法在正常使用对象时是隐藏的。

using System.Runtime.Serialization;

namespace ConsoleApp4

    class Program
    
        static void Main(string[] args)
        
            var employeeWorker = new GenericWorker<Employee>();
            employeeWorker.DoWork();
        
    

    public class GenericWorker<T> where T:IConstructor
    
        public void DoWork()
        
            T employee = (T)FormatterServices.GetUninitializedObject(typeof(T));
            employee.Constructor("John Doe", 105);
        
    

    public interface IConstructor
    
        void Constructor(string name, int age);
    

    public class Employee : IConstructor
    
        public string Name  get; private set; 
        public int Age  get; private set; 

        public Employee(string name, int age)
        
            ((IConstructor)this).Constructor(name, age);
        

        void IConstructor.Constructor(string name, int age)
        
            Name = name;
            Age = age;
        
    

【讨论】：

+1 用于提供一些其他人不提供的编译时安全性，以及提供其他人不提供的接口支持。

【参考方案7】：

如何创建带有约束的泛型类，这里我选择了结构和类来具有值和引用类型。

这样你的构造函数对值有约束。

class MyGenericClass<T, X> where T :struct where X: class 

    private T genericMemberVariableT;
    private X genericMemberVariableX;
    public MyGenericClass(T valueT, X valueX)
    
        genericMemberVariableT = valueT;
        genericMemberVariableX = valueX;
    

    public T genericMethod(T genericParameter)
    
        Console.WriteLine("Parameter type: 0, value: 1", typeof(T).ToString(), genericParameter);
        Console.WriteLine("Return type: 0, value: 1", typeof(T).ToString(), genericMemberVariableT);
        Console.WriteLine("Return type: 0, value: 1", typeof(X).ToString(), genericMemberVariableX);
        return genericMemberVariableT;
    

    public T genericProperty  get; set; 

实施：

        MyGenericClass<int, string> intGenericClass = new MyGenericClass<int, string>(10, "Hello world");
        int val = intGenericClass.genericMethod(200);

【参考方案8】：

以下是 c# 维护者推荐的解决方法，如果您想保持构造函数参数化，请间接调用构造函数：

            i = (TService)Activator.CreateInstance(typeof(TService), new object[] arg);

其中 TService 是一个泛型，带有我想保留的全参数构造函数。

如果您想了解此方法的工作原理： https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.activator.createinstance?view=net-5.0#system-activator-createinstance(system-type-system-object-)

Aaaa 和 C# 维护者的讨论： https://github.com/dotnet/csharplang/discussions/769

【讨论】：

注意 Activator.CreateInstance 很慢