使用自定義 ValueType 在 C# 中鍵入安全性

Question

在我的代碼中，我有System.Double 類型的變量，它們代表數量或數量差異。 為了使我的代碼更安全，我想傳入一個Quantity 或 QuantityDelta 類型的值，而不是 double （以避免傳入錯誤的值）。

我可以創建一個帶有 Value 屬性或字段的結構或類，但是我必須為其分配內存並使用 .Value 語法來使用它：

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

和

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

有沒有辦法為此目的創建自定義值類型，所以代碼看起來像

Quantity difference = differenceValue;
var used = difference

Answer 1

使用隱式運算符。

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，由於您只是包裝值類型，因此最好使用struct而不是class 。

Answer 2

運算符重載將有助於Quantity difference = differenceValue; ，特別是用於將雙精度值轉換為 Quantity 結構實例的隱式轉換運算符。

但是，沒有什么能幫助您說服編譯器為var used = difference中的 var 聲明的used變量選擇double類型。 因為var指示編譯器使用右側表達式的類型作為 var 聲明的變量used的類型。 這里是數量。 即，編譯器會將var used = difference理解為Quantity used = difference 。

Answer 3

這是我為具有加法、減法、乘法和除法的基本操作的Quantity結構創建的快速示例。

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}";
}

幾個快速測試用例

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

如果您確實希望在名為QuantityDelta的類型中返回差異，您可以將上面的-運算符替換為：

公共靜態 QuantityDelta 運算符 -(Quantity a, Quantity b) => new QuantityDelta(a.num - b.num);

並且，按照以下方式添加一個新的QuantityDelta結構：

public readonly struct QuantityDelta
{
    private readonly double num;

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

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