使用自定义 ValueType 在 C# 中键入安全性

Question

在我的代码中，我有System.Double 类型的变量，它们代表数量或数量差异。 为了使我的代码更安全，我想传入一个Quantity 或 QuantityDelta 类型的值，而不是 double （以避免传入错误的值）。

我可以创建一个带有 Value 属性或字段的结构或类，但是我必须为其分配内存并使用 .Value 语法来使用它：

public class Quantity
{
   public Quantity(double value) { Value = value; }
   public double Value;
}

和

var difference = new Quantity(differenceValue);
var used = difference.Value;

有没有办法为此目的创建自定义值类型，所以代码看起来像

Quantity difference = differenceValue;
var used = difference

Answer 1

使用隐式运算符。

public struct Quantity
{
    private readonly double value;

    public Quantity(double value) { this.value = value; }
    public double Value => value;

    public static implicit operator double(Quantity value) => value.value;
    public static implicit operator Quantity(double value) => new Quantity(value);
}

此外，由于您只是包装值类型，因此最好使用struct而不是class 。

Answer 2

运算符重载将有助于Quantity difference = differenceValue; ，特别是用于将双精度值转换为 Quantity 结构实例的隐式转换运算符。

但是，没有什么能帮助您说服编译器为var used = difference中的 var 声明的used变量选择double类型。 因为var指示编译器使用右侧表达式的类型作为 var 声明的变量used的类型。 这里是数量。 即，编译器会将var used = difference理解为Quantity used = difference 。

Answer 3

这是我为具有加法、减法、乘法和除法的基本操作的Quantity结构创建的快速示例。

public readonly struct Quantity
{
    private readonly double num;

    public Quantity(double number)
    {
        num = number;
    }

    public static Quantity operator +(Quantity a, Quantity b) => new Quantity(a.num + b.num);
    public static Quantity operator -(Quantity a, Quantity b) => new Quantity(a.num - b.num);
    public static Quantity operator *(Quantity a, Quantity b) => new Quantity(a.num * b.num);
    public static Quantity operator /(Quantity a, Quantity b)
    {
        if (b.num == 0)
        {
            throw new DivideByZeroException();
        }

        return new Quantity(a.num / b.num);
    }

    public override string ToString() => $"{num}";
}

几个快速测试用例

var a = new Quantity(5);
var b = new Quantity(2);
Debug.WriteLine(a + b);  // output: 7
Debug.WriteLine(a - b);  // output: 3
Debug.WriteLine(a * b);  // output: 10
Debug.WriteLine(a / b);  // output: 2.5

如果您确实希望在名为QuantityDelta的类型中返回差异，您可以将上面的-运算符替换为：

公共静态 QuantityDelta 运算符 -(Quantity a, Quantity b) => new QuantityDelta(a.num - b.num);

并且，按照以下方式添加一个新的QuantityDelta结构：

public readonly struct QuantityDelta
{
    private readonly double num;

    public QuantityDelta(double number)
    {
        num = number;
    }

    public override string ToString() => $"{num}";
}