为啥我不能将泛型类型的一个实例转换为另一个实例？

Posted 2023-03-31

【中文标题】为啥我不能将泛型类型的一个实例转换为另一个实例？

【英文标题】：Why can't I cast one instantiation of a generic type to another?为什么我不能将泛型类型的一个实例转换为另一个实例？

【发布时间】：2014-09-05 11:41:25

【问题描述】：

我怎样才能实现一个结构，以便可以执行以下转换？

var a = new StatusedValue<double>(1, false);
var b = (StatusedValue<int>)a;

我的实现应该与Nullable<T> 类似，它工作正常。但是，此代码因System.InvalidCastException 而失败：

public struct StatusedValue<T>  where T : struct

    public StatusedValue(T value) : this(value, true)
    

    

    public StatusedValue(T value, bool isValid)
    
        this.value = value;
        this.isValid = isValid;
    

    private T value;
    private bool isValid;

    public static implicit operator StatusedValue<T>(T value)
    
        return new StatusedValue<T>(value);
    

    public static explicit operator T(StatusedValue<T> value)
    
        return value.value;
    

结果：

无法将“StatusedValue`1[System.Double]”类型的对象转换为类型 'StatusedValue`1[System.Int32]'。

【问题讨论】：

不是一个真正的答案，但也许这个（以及该系列的其余部分）对你来说可能很有趣：Nullable micro-optimization, part four

你确定这段代码会抛出 InvalidCastException 吗？我什至无法编译这段代码。

对不起，原代码有点不同，但重点是一样的

看看this question，看看 Jon Skeet 的回答和 Eric Lippert 的评论（比这更好吗？！？）

什么保持不变？如果原始代码不同，您需要发布模拟原始代码而不是不同的代码。如果您发布不同的代码，答案也会有所不同。

【参考方案1】：

这适用于Nullable<T> 类型，因为它们得到了编译器的特殊处理。这称为“提升的转换运算符”，您无法定义自己的。

来自the C# Specification 的第 6.4.2 节：

6.4.2 提升的转换运算符

给定一个用户定义的转换运算符，它将一个不可为空的值类型 S 转换为一个 不可为空的值类型 T，存在提升的转换运算符 从 S?到T?。这个提升的转换运算符执行 从 S 展开？到 S 后跟从 S 的用户定义转换 到 T 后跟从 T 到 T? 的换行，除了 null 值 年代？直接转换为空值 T?。提升的转换运算符 具有与其基础相同的隐式或显式分类 用户定义的转换运算符。术语“用户定义的转换” 适用于用户定义和提升转换的使用 运营商

【参考方案2】：

如果您对调用方法感到满意，请尝试

public StatusedValue<U> CastValue<U>() where U : struct

    return new StatusedValue<U>((U)Convert.ChangeType(value, typeof(U)), isValid);

如果T 无法转换为U，这将很遗憾在运行时 而不是编译时抛出。

编辑：如下所述，如果您限制为IConvertible 以及/而不是struct，那么理论上每次转换都可以在编译时进行，您只会得到一个由于运行时值错误而导致运行时失败。

【讨论】：

不确定，但我认为如果 T 没有实现 IConvertible，即使 T 和 U 之间存在隐式或显式转换，这也会抛出。好消息是您可以将 T 限制为 IConvertible

@InBetween 该死的，我认为你是对的。如果给定两种引用类型，我希望它至少会尝试运行时强制转换。听起来 OP 可能只想在基本类型之间进行。

嗯，它已经被限制在结构中，所以还不错。

【参考方案3】：

Nullables是编译器专门处理的，不知道这里是不是这样。

您的运营商会允许这样做：

StatusedValue<int> b = (int)a;

这可能不是你想要的，因为IsValid 不是这样复制的。

你可以像这样实现一个扩展方法：

 public static StatusedValue<TTarget> Cast<TSource, TTarget>(this StatusedValue<TSource> source)
    where TTarget : struct
    where TSource : struct
  
    return new StatusedValue<TTarget>(
      (TTarget)Convert.ChangeType(
        source.Value, 
        typeof(TTarget)),
      source.IsValid);
  


  b = a.Cast<int>();

但是编译器无法检查类型是否兼容。 ChangeType 还返回一个对象，从而将您的值装箱。

【讨论】：

这不会编译，因为编译器不知道如何在TSource 和TTarget 之间进行转换。 （也因为 Value 和 IsValid 不存在......）当它是他自己的类时，为什么要扩展方法？

我认为你是对的。之前需要强制转换（和框）对象。或者更好地进行转换。然而，这只是一个想法。

【参考方案4】：

为什么的答案已经发布并标记为答案。

但是，您可以简化语法，使其更容易、更清晰地执行此操作，同时保持编译时类型安全。

首先，编写一个帮助类以避免必须指定冗余类型参数：

public static class StatusedValue

    public static StatusedValue<T> Create<T>(T value, bool isValid = true) where T: struct
    
        return new StatusedValue<T>(value, isValid);
    

接下来，您需要使用 Value 属性公开基础值（否则您无法从代码中强制转换它）。

最后你可以改变你原来的代码：

var a = new StatusedValue<double>(1, false);
var b = (StatusedValue<int>)a;

到这里：

var a = StatusedValue.Create(1.0, false);
var b = StatusedValue.Create((int)a.Value, false); 

您在a.Value 上进行简单演员表。

【讨论】：

他已经有一个构造函数来做你的Create 所做的事情。

@Gutblender 但是该构造函数要求您指定类型参数（即您必须将类型放入<LikeThis>），而静态帮助器类允许编译器从参数类型推断类型。这就是为什么我说“首先，编写一个帮助类以避免必须指定冗余类型参数”

是的。我确实注意到语法有点甜。但是问题变成了，OP 可以用一个持有ValueType 的非泛型类来代替吗？我已经制作了一个与此非常相似的结构，其目的是为了描述强制性和可选功能。它适用于此。

【参考方案5】：

作为一种解决方法，您需要提供一种从一种基础类型转换为另一种的方法，因为编译器无法解决这个问题：

public StatusedValue<TResult> To<TResult>(Func<T, TResult> convertFunc)
where TResult : struct 
   return new StatusedValue<TResult>(convertFunc(value), isValid);

你可以这样做：

var a = new StatusedValue<double>(1, false);
var b = a.To(Convert.ToInt32);

通过一些反思，您可以构建Convert 方法的查找表，并根据类型参数查找正确的方法，然后您可以将转换函数默认为null，如果未提供，请尝试自动查找正确的转换。这将删除笨拙的Convert.ToInt32 部分，只需执行var b = a.To<int>();

正如 Rawling 指出的，Convert.ChangeType 可以使用。这将使我的方法看起来像：

public StatusedValue<T2> To<T2>(Func<T, T2> convertFunc = null)
where T2 : struct 
   return new StatusedValue<T2>(
      convertFunc == null
         ? (T2)Convert.ChangeType(value, typeof(T2))
         : convertFunc(value),
      isValid
   );

【讨论】：

With some reflection you could build a lookup table of the Convert methods 它叫Convert.ChangeType

【参考方案6】：

如果你不需要强制转换，你可以添加这样的方法：

    public StatusedValue<int> ConvertToStatusedInt() 
        return new StatusedValue<int>(Convert.ToInt32(value), isValid);
    

如评论中所建议：

    public StatusedValue<Q> ConvertTo<Q>() where Q:struct 
        return new StatusedValue<Q>((Q)Convert.ChangeType(value, typeof(Q)), isValid);
    

【讨论】：

拥有强制转换能力确实不错，因为所有基本类型都可以用作泛型参数。