是否可以将泛型参数限制为当前对象的子类型？

Question

这是我刚刚遇到的一个有趣的问题。可以使用扩展方法来做我想做的事情，但似乎不可能用类本身的成员来做。

使用扩展方法，可以编写一个具有如下所示签名的方法：

public static void DoStuff<T>(this T arg1, T arg2)

这强制两个参数都是您所关心的调用它的任何类型。当与委托一起使用时，这会变得更有用。

public static void DoStuff<T>(this T arg1, Action<T> arg2)

但是我无法让它与成员一起工作。不存在这样的约束：

public void DoStuff<T>(T arg1) where T : typeof(this)

如果这确实有效，那么您可以像这样在基类上定义一个方法（我使用了流，因为它们是 .NET 中的内置层次结构）：

class Stream
{
    public void DoStuff<T>(T stream) where T : this
    {
    }
}

然后在子类上则不会可以这样称呼它：

ByteStream bs = new ByteStream()
bs.DoStuff(new Stream()) // Error! DoStuff() should be inferred as DoStuff<ByteStream>()

有什么办法可以做到这一点吗？我相信从参数自动推断类型和扩展方法是语法糖。这可能就是它起作用的原因；因为扩展方法被静态调用替换，从而允许推断类型。

我问这个问题是因为我试图将扩展方法移动到公共基类中，并且在不添加类型信息的情况下无法编译它。

澄清一下。这不仅仅是添加 where T : MyType 的情况，因为如果我创建一个继承自 MyType 的名为 MySubType 的类型，我将能够在 MySubType 实例上调用 DoStuff 并传递 MyType 作为参数。这也意味着，在需要 Action 的情况下，如果不先进行强制转换，我将无法调用 MySubType 的方法。

Answer 1

有趣的是，规则允许您使用扩展方法而不是常规实例方法来执行此操作。

你的“typeof(this)”约束实际上应该是“this.GetType()”。 “typeof(this)”没有任何意义； typeof 采用类型，而不是任意表达式。

一旦你意识到这一点，那么我们不能做这样的约束的原因就会变得更加清楚。 编译器总是检查约束，但显然“this.GetType()”直到运行时才能确定。这意味着如果我们有这个功能，那么我们就会在运行时在类型系统中引入一个故障点：

abstract class Animal
{
    public void Mate<T>(T t) where T : this { ... CENSORED ... }
}
...
Animal x1 = new Giraffe(); 
Mammal x2 = new Tiger();
x1.Mate<Mammal>(x2); 

你不能将老虎与长颈鹿交配，但是编译器可以在程序中的哪里检测到这一点？无处。 x1 和 x2 的运行时类型直到运行时才知道，因此在此之前无法检测到约束违规。

我们讨厌这样。拥有一个在任何地方都没有强制转换的程序，即使在经过编译器彻底检查之后，仍然可能因类型系统违规而失败，这确实很糟糕。数组协方差就是这样一种情况，因为我们支持数组协方差，所以我们有时不仅会通过编译器传递一个损坏的程序，然后崩溃，而且我们还必须减慢对每个引用类型数组的每次写入，只是为了仔细检查我们没有违反类型系统。这太糟糕了，我们不想在类型系统中添加更多运行时故障点。

这就是为什么我们在 C# 4 中仔细设计新的变体功能，以确保它们始终是类型安全的。 （除非数组上的现有变体转换不是类型安全的，并且将继续不是类型安全的。）我们希望确保编译器可以在编译时检查所有约束是否违反，而不是必须吐出运行时执行的新代码检查可能会意外失败。

Answer 2

我认为您只需在末尾指定类型就可以做到这一点。

public void DoStuff<T>(T arg1) where T: YourType

我目前正在解决方案中执行此操作，但 YourType 是一个接口。我认为你可以通过具体的课程来做到这一点。

Answer 3

根据您的澄清，我认为实现此目的的唯一方法是使您的基类通用。这有点笨拙，但应该可以满足您的需要。

MySubType foo = new MySubType();
MySubType bar = new MySubType();
foo.DoStuff(bar);

// ...

public class MySubType : MyBaseType<MySubType>
{
}

public class MyBaseType<T>
{
    public void DoStuff(T arg1)
    {
        // do stuff
    }
}

Answer 4

将其更改为：

public void DoStuff<T>(T arg1) where T : BaseType

这样您只能使用从 BaseType 继承的类型 T

Answer 5

只需使用基类名称作为约束。

public void DoStuff<T>( T arg1 ) where T : BaseClass