c#中的约束、TimeSpan、defult、operator

c#中的约束

在C#中,约束(Constraints)用于限制泛型类型参数的类型,以确保泛型类型或方法在编译时能够满足特定的要求。约束允许开发者指定泛型类型参数必须满足的条件,比如实现特定的接口或继承自特定的类。以下是一些常见的约束类型:

  1. 类类型约束 (classstruct):

    • class 约束指定类型参数必须是引用类型。

    • struct 约束指定类型参数必须是值类型。

    cs 复制代码
    public class MyClass<T> where T : class
    {
        // T 必须是引用类型
    }
  2. 接口约束 (interface):

    • 接口约束指定类型参数必须实现一个或多个特定的接口。
    cs 复制代码
    public interface IInterfaceA { }
    public interface IInterfaceB { }
    ​
    public class MyGenericClass<T> where T : IInterfaceA, IInterfaceB
    {
        // T 必须同时实现 IInterfaceA 和 IInterfaceB
    }
  3. 构造函数约束 (new()):

    • 构造函数约束指定类型参数必须有一个无参数的公共构造函数。
    cs 复制代码
    public class MyGenericClass<T> where T : new()
    {
        public T CreateInstance() => new T();
        // T 必须有一个无参数的公共构造函数
    }
  4. 基类约束 (: BaseType):

    • 基类约束指定类型参数必须是指定基类的子类。
    cs 复制代码
    public class MyBaseClass { }
    ​
    public class MyGenericClass<T> where T : MyBaseClass
    {
        // T 必须是 MyBaseClass 的子类
    }
  5. 多个约束:

    • 可以对类型参数应用多个约束,它们可以组合使用。
    cs 复制代码
    public class MyGenericClass<T> where T : class, IInterfaceA, new()
    {
        // T 必须是引用类型,实现 IInterfaceA 接口,并有一个无参数的公共构造函数
    }
  6. 类型参数默认值约束 (default):

    • 从C# 8.0开始,可以使用 default 约束来指定类型参数必须有一个可用的默认实现。
    cs 复制代码
    public class MyGenericClass<T> where T : IInterfaceA = default(T)
    {
        // T 必须实现 IInterfaceA 接口,并且有一个可用的默认实现
    }

TimeSpan

在C#中,TimeSpan 是一个结构体(struct),用于表示两个 DateTime 对象之间的时间差,或者表示一个持续时间。TimeSpan 结构体包含了时间的天、小时、分钟、秒和毫秒部分。

TimeSpan 提供了多种方法来创建和操作时间间隔,例如:

  • TimeSpan.FromSeconds(double):根据秒数创建 TimeSpan

  • TimeSpan.FromMinutes(double):根据分钟数创建 TimeSpan

  • TimeSpan.FromHours(double):根据小时数创建 TimeSpan

  • TimeSpan.FromDays(double):根据天数创建 TimeSpan

此外,TimeSpan 也支持算术运算,如加法和减法,以及与其他 TimeSpan 结构体的比较。

这里是一个简单的使用 TimeSpan 的示例:

cs 复制代码
// 创建一个表示2小时30分钟的时间间隔
TimeSpan interval = new TimeSpan(2, 30, 0);
​
// 创建一个表示15秒的时间间隔
TimeSpan shortInterval = TimeSpan.FromSeconds(15);
​
// 计算两个DateTime之间的时间差
DateTime start = new DateTime(2024, 1, 1);
DateTime end = new DateTime(2024, 1, 2);
TimeSpan duration = end - start;

TimeSpan 结构体是不可变的,这意味着一旦创建了一个 TimeSpan 实例,它的值就不能被修改。任何修改操作都会返回一个新的 TimeSpan 实例。

c#中的defult

在C#中,default 关键字用于获取一个类型的默认值。每种类型的默认值定义如下:

  • 对于值类型(例如 int, double, struct),默认值是将所有位都设置为0。例如,int 的默认值是 0double 的默认值是 0.0

  • 对于引用类型(例如 class, string),默认值是 null

  • 对于 bool 类型,没有默认值,因为 bool 是一个值类型,并且它只有两个可能的值:truefalse

  • 对于 Nullable<T> 类型(可以为 null 的类型),默认值是 null

使用 default 关键字可以提高代码的可读性和可维护性,特别是当你需要初始化一个变量到其类型的默认值时。例如:

cs 复制代码
int number = default(int); // 初始化为 0
string text = default(string); // 初始化为 null
double value = default(double); // 初始化为 0.0

此外,default 也可以用于泛型类型参数,编译器会根据类型参数推断出正确的默认值:

cs 复制代码
List<T> list = new List<T>();
T item = default(T); // 根据 T 的类型,编译器推断出默认值

default 关键字是一个表达式,它在编译时确定类型,并在运行时返回该类型的默认值。

c#中operator

在C#中,operator 关键字用于定义和重载运算符,使得自定义类型可以像内置类型一样使用标准的运算符,如 +, -, ==, != 等。这提高了代码的可读性和一致性。

以下是一些常见的运算符重载示例:

  1. 一元运算符 :如 +, -, !, ++, --

    cs 复制代码
    public struct Point
    {
        public int X { get; set; }
        public int Y { get; set; }
    ​
        public static Point operator +(Point p1, Point p2)
        {
            return new Point { X = p1.X + p2.X, Y = p1.Y + p2.Y };
        }
    ​
        public static Point operator -(Point p)
        {
            return new Point { X = -p.X, Y = -p.Y };
        }
    }
  2. 二元运算符 :如 +, -, *, /, %, ==, !=

    cs 复制代码
    public static bool operator ==(Point p1, Point p2)
    {
        return p1.X == p2.X && p1.Y == p2.Y;
    }
    ​
    public static bool operator !=(Point p1, Point p2)
    {
        return !(p1 == p2);
    }
  3. 递增和递减运算符++--

    cs 复制代码
    public class Counter
    {
        private int _value;
    ​
        public int Value
        {
            get { return _value; }
            set { _value = value; }
        }
    ​
        public static Counter operator ++(Counter c)
        {
            c._value++;
            return c;
        }
    ​
        public static Counter operator --(Counter c)
        {
            c._value--;
            return c;
        }
    }
  4. 关系运算符<, >, <=, >=

    cs 复制代码
    public class Fraction
    {
        private int _numerator;
        private int _denominator;
    ​
        public static bool operator <(Fraction f1, Fraction f2)
        {
            // 实现比较逻辑
        }
    ​
        public static bool operator >(Fraction f1, Fraction f2)
        {
            // 实现比较逻辑
        }
    }
  5. 赋值运算符=

    cs 复制代码
    public class MyClass
    {
        public int Value { get; set; }
    ​
        public static MyClass operator =(MyClass a, int value)
        {
            a.Value = value;
            return a;
        }
    }
  6. 逻辑运算符&&, ||

    cs 复制代码
    public class BooleanWrapper
    {
        private bool _value;
    ​
        public static BooleanWrapper operator &&(BooleanWrapper b1, BooleanWrapper b2)
        {
            return new BooleanWrapper { _value = b1._value && b2._value };
        }
    ​
        public static BooleanWrapper operator ||(BooleanWrapper b1, BooleanWrapper b2)
        {
            return new BooleanWrapper { _value = b1._value || b2._value };
        }
    }

重载运算符时,需要遵循一些规则和最佳实践:

  • 运算符重载应该是直观的,并且与内置类型的行为一致。

  • 重载的运算符应该保持对称性,例如,如果重载了 ==,也应该重载 !=

  • 重载 ==!= 时,也应该重载 GetHashCodeEquals 方法。

  • 重载 + 时,也应该考虑重载 - 以及可能的 +=-=

  • 避免重载 &, |, &=, |= 等位运算符,除非你的类型是位字段。

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