是否可以为任何类型的整数大小制作模板方法?
为了说明,想象一下这个非常简单的例子(方法的主体在我的问题中并不重要):
public int Mul(int a, int b) {
return a*b;
}
现在,我想要支持任何类型整数的相同方法(当然不包括 BigInteger)。我必须编写所有变体:
public long Mul(long a, long b) {
return a*b;
}
public ulong Mul(ulong a, ulong b) {
return a*b;
}
public short Mul(short a, short b) {
return a*b;
}
public ushort Mul(ushort a, ushort b) {
return a*b;
}
public byte Mul(byte a, byte b) {
return a*b;
}
虽然这个例子非常简单而且复制起来实际上不是问题,但如果我有更复杂的算法,比如这样(复制所有整数类型):
public static IEnumerable<long> GetPrimesFactors(this long number)
{
for (long i = 2; i <= number / 2; i++)
{
while (number % i == 0)
{
yield return i;
number /= i;
}
}
yield return number;
}
它引入了维护风险,因为存在重复的代码和逻辑(编码集成商会说在多个地方使用相同的逻辑是邪恶的)。
你们中的一些人可能会建议实现长版本并转换结果,但是必须要求消费者代码转换可能会造成混淆并降低可读性:
void SomeMethod(IEnumerable<int> valuesToProcess)
{
foreach(int value in valuesToProcess) { Console.WriteLine(value); }
}
void Main()
{
int i = 42;
SomeMethod(((long)i).GetPrimesFactors().Select(l=>(int)l));
SomeMethod(GetPrimesFactors(i));
long l = 42L;
SomeMethod(l.GetPrimesFactors().Select(l=>(int)l));
}
当我看到接口(interface)的定义时IEnumerable<T>
,尤其是 Sum
的定义方法重载:
public static decimal? Sum(this IEnumerable<decimal?> source);
public static decimal Sum(this IEnumerable<decimal> source);
public static double? Sum(this IEnumerable<double?> source);
public static double Sum(this IEnumerable<double> source);
public static float? Sum(this IEnumerable<float?> source);
public static float Sum(this IEnumerable<float> source);
public static int? Sum(this IEnumerable<int?> source);
public static int Sum(this IEnumerable<int> source);
public static long? Sum(this IEnumerable<long?> source);
public static long Sum(this IEnumerable<long> source);
我的结论是这是不可能的...这就是 MS 必须实现所有重载的原因。
有没有人有设计通用整数方法而无需复制逻辑的任何技巧?
最佳答案
没有干净的高性能解决方案。我能想到的选择是:
- 手动复制代码(快速且冗余)
- 使用代码生成器自动复制代码(速度快但有点丑)。一个 .net 数字库是这样的,但我不记得它的名字了。
- 使用某种间接形式,例如 MiscUtil 的
Operator
类,或 DLR(慢) - 算术助手结构。我不确定性能有多好,但你可以试试。
表示运算符的通用方法:
这是我的第一个想法。问题是如何实现它们。 MiscUtil 通过调用存储在静态字段中的委托(delegate)来实现这一点。
static Func<T,T,T> _multiply;
public static T Multiply(T n1,T n2)
{
return _multiply(n1, n2);
}
这里要注意的一点是,您应该避免使用静态构造函数,因为它的存在会减慢静态字段的访问速度。
但这涉及间接调用,而且成本很高。接下来,我尝试通过手动专门针对某些已知类型来改进这一点:
public static T Multiply(T n1,T n2)
{
if(typeof(T)==typeof(int))
return (T)(object)((int)(object)n1*(int)(object)n2);
...
return _multiply(n1, n2);
}
JIT 编译器足够聪明,可以识别哪些 if
情况必须采用,并将它们删除。虽然这提高了性能,但它使方法的 IL 表示变得臃肿。现在 JIT 编译器还不够智能,无法内联这些方法,因为它们的 IL 表示很长,并且内联启发式只查看方法的 IL 长度,而不是其机器代码长度。我不记得这些转换是否会导致装箱,或者 JITter 是否足够聪明来优化它。仍然缺乏内联的成本太高。
4) 的工作原理:
首先创建一个接口(interface),其中包含您需要的基本操作(算术运算符,...):
interface IArithmetic<T>
{
T Multiply(T n1,T n2);
}
使用结构为您需要的每种类型实现它:
public struct Int32Arithmetic:IArithmetic<Int32>
{
Int32 Multiply(Int32 n1,Int32 n2)
{
return n1*n2;
}
}
然后使大部分实际代码通用,并传入算术助手:
internal T MyOperation<T,TArithmetic>(T n1, T n2)
where TArithmetic:struct,IArithmetic<T>
{
return default(TArithmetic).Multiply(n1,n2);
}
如果您想要一个用于多种类型的干净接口(interface),请创建一个转发到通用方法的精简重载包装器:
public Int32 MyOperation(Int32 n1,Int32 n2)
{
return MyOperation<Int32,Int32Arithmetic>(n1, n2);
}
这可能很快,因为泛型会专门针对每种值类型。它不使用间接寻址,并且 IL 中的方法主体不会太长,因此内联是可能的。但我自己还没有尝试过。
关于c# 模板整数方法?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/8474909/