C# 泛型下限约束“where MySubClass : T”（java 的“super”）

Question

我想知道 C# 是否与 Java 的<X super MySubClass>泛型约束等效。

要指定上限，可以使用class Foo<T> where T : MySuperClass { ... }，但我们如何指定泛型参数的下限？

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有一些方法可以获得类似的结果，但我还没有找到完美的东西：

1. 使用第二个泛型参数——但调用者可以指定实际下限的子类。

   public class Foo<T, TLowerBound>
       where TLowerBound : MySubClass
       where TLowerBound : T
   {
       ...
   }
   

2. 这有时用于扩展方法，因此扩展方法的参数U被限制为类参数的超类T。

   public static class Extensions {
       public static void Method<T, U>(this Foo<T> self, U someU) where T : U {
           self.ValueOfTypeT = someU;
       }
   }
   

3. 在接口上使用方差，但我不确定这是否可用于指定泛型参数的下限。

Answer 1

我刚刚遇到了同样的问题。选项 2（使用扩展方法）工作得很好，直到您需要下限为虚拟的方法（从而根据对象的动态类型进行分派）。如果您需要，这里有一个使用选项 3 的可行解决方案（接口差异，加上众所周知的访问者模式）。

为了达到相当于

public class A<T> // an argument to the generic method
{
}

public class B<S>
{
    public virtual R Fun<T>(A<T> arg) where S : T // illegal in C#/CLR
    {
        ...
    }
}

public class C<S> : B<S>
{
    public override R Fun<T>(A<T> arg)
    {
    }
}

您执行以下操作。首先，为要执行的操作定义一个接口（我们将在这里使用访问者模式，因此每个类型重写都必须有一个单独的方法Fun）：

public interface IFun<in T>
{
    R Fun<S>(B<S> self) where S : T;
    R Fun<S>(C<S> self) where S : T;
}

请注意，泛型参数T仅用作约束，因此接口可以相对于它是逆变的。我们现在使用它，让B操作C“访问”：

public class B<S>
{
    public virtual R Perform(IFun<S> fun)
    // contravariant, any IFun<T> with S : T will be accepted
    {
        return fun.Fun(this);
    }
}

public class C<S> : B<S>
{
    public override R Perform(IFun<S> fun)
    {
        return fun.Fun(this);
    }
}

为了实际使用参数执行操作A<T>，您将其包装在实现接口的结构/类中：

public struct TheFun<T> : IFun<T>
{
    public A<T> arg;

    R IFun<T>.Fun<S>(B<S> self)
    {
        ... body of B<S>.Fun(A<T> arg) ...
    }

    R IFun<T>.Fun<S>(C<S> self)
    {
        ... body of C<S>.Fun(A<T> arg) ...
    }
}

最后，您引入一个扩展方法，如选项 2 所示：

public static class Extensions
{
    public static R Fun<S,T>(this B<S> self, A<T> arg) where S : T
    {
        return self.Perform(new TheFun<T> { arg = arg });
    }
}

完毕。它可以工作，无需进行任何强制转换或类型检查。主要缺点是：

• 它相当复杂（尽管代码大小比预期长，仅增加了一个常数因子），并且可能会让阅读您代码的人讨厌您
• 实现已从B和C移至TheFun，因此B和的任何所需成员都C必须可以在那里访问