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我正在尝试编写适合浮点、双精度等类型并使用算术运算的通用 Vector2 类型。有没有机会用 C#、F#、Nemerle 或任何其他或多或少成熟的 .NET 语言来实现它？

我需要一个解决方案

  • (1) 良好的性能（与我编写单独的 Vector2Float、Vector2Double 等类相同），
  • （2）这将使代码看起来不错（我不想在运行时为每个类发出代码）
  • (3) 并且会尽可能多地进行编译时检查。

由于原因 1 和 3，我不想使用动态。现在我正在检查 F# 和 Nemerle。

UPD：我希望这种类型有很多数学代码。但是，如果可能的话，我更愿意将代码放在扩展方法中。

UPD2： 'etc' 类型包括 int（我实际上怀疑我会使用）和 decimal（我想我可能会使用，但不是现在）。使用扩展方法只是个人喜好问题——如果有充分的理由不使用，请告知。

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正如 Daniel 所提到的，F# 有一个称为静态解析类型参数的功能，它超出了您在 C# 中使用普通 .NET 泛型所能做的事情。诀窍在于，如果您将函数标记为inline，F# 会自动生成专门的代码（有点像 C++ 模板），然后您可以使用 F# 类型系统的更强大功能来编写通用数学。

例如，如果您编写一个简单的 add 函数并使其inline：

let inline add x y = x + y;;

类型推断打印以下类型：

val inline add :
  x: ^a -> y: ^b ->  ^c
    when ( ^a or  ^b) : (static member ( + ) :  ^a *  ^b ->  ^c)

您可以看到推断的类型相当复杂 - 它指定了一个成员约束，该约束需要两个参数之一来定义一个+成员（标准 .NET 类型也支持这一点）好在这可以完全推断，所以你很少需要编写丑陋的类型定义。

正如评论中提到的，我写了一篇文章编写通用数字代码，其中详细介绍了如何在 F# 中执行此操作。我不认为这可以在 C# 中轻松完成，并且您在 F# 中编写的内联函数只能从 F# 调用（从 C# 调用它们基本上会使用动态）。但是您绝对可以在 F# 中编写通用数值计算。

于 2014-02-25T15:22:35.710 回答
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这更直接地解决了您之前的问题。您不能将静态成员约束放在结构上，但可以将其放在static Create方法上。

[<Struct>]
type Vector2D<'a> private (x: 'a, y: 'a) =
  static member inline Create<'a  when 'a : (static member (+) : 'a * 'a -> 'a)>(x, y) = Vector2D<'a>(x, y)
于 2014-02-25T15:35:23.573 回答
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不幸的是，仅 C# 并不能帮助您实现这一目标。在运行时发出结构也对您没有多大帮助，因为您的程序无法静态引用它们。

如果您真的不能复制代码，那么据我所知，“离线”代码生成是解决此问题的唯一方法。与其在运行时生成代码，不如使用AssemblyBuilder和朋友使用您的 Vector2 类型创建磁盘程序集，或者生成一串 C# 代码以提供给编译器。我相信一些本地库包装器采用了这种方法（即OpenTK，SharpDX）。然后ilmerge，如果您想将这些类型合并到您的手动编码库之一，则可以使用。

我假设您必须来自 C++ 背景，使用模板可以轻松实现这一点。但是，您应该问自己是否真的需要基于整数、小数和其他“奇异”数字类型的 Vector2 类型。您可能也无法根据特定的 Vector2 参数化其余代码，因此这些努力可能不值得。

于 2014-02-25T13:16:54.520 回答
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查看内联函数和静态解析类型参数。

于 2014-02-25T14:14:44.140 回答
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据我了解，您在编译时是严格类型，但您不在乎运行时发生了什么。Nemerle 语言目前不支持您想要的这种结构。但它支持宏并允许您编写 DSL 来生成任意代码。例如，您可以执行一些宏来分析此代码并将其转换为正确的类型。

def vec = vector { [1,2] };

假设我们有或创建了一个 VectorInt 类型，代码可以被翻译成

def vec = VectorInt(1,2);

当然，您可以在里面编写任何代码并将其转换为您想要的任何代码:)

运算符可以作为类的常用运算符来实现。Nemerle 还允许您定义任何运算符，例如 F#。

于 2014-03-18T23:30:55.163 回答
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使用泛型，这也是类型安全的

有关泛型的更多信息：http: //msdn.microsoft.com/en-us/library/512aeb7t.aspx

但是您也有可用的数据结构，例如List和Dictionary

听起来你想要运算符重载，这有很多例子。没有真正的好方法只允许贴花，浮动等。您唯一能做的就是限制为结构，但这并不完全是您想要的。

于 2014-02-25T12:49:31.273 回答