泛型上的 C# 转换错误答案

【问题标题】：C# casting error on generics泛型上的 C# 转换错误
【发布时间】：2023-03-23 04:27:02
【问题描述】：

我有一个 C# 方法，我试图将 generics 用作：

unsafe private void PerformWindowLevel<T>(int lower, int upper, ref T[] pixels)

在函数的某处我有以下行：

float shift = ... // some value
float scale = ... // some value
float val = ((float)pixels[i] + shift) * scale;

在这里我收到错误Cannot convert type 'T' to 'float'。

方法调用如下：

PerformWindowLevel<byte>(10, 100, ref pixels);

所以我将 byte 类型转换为应该是可能的浮点数。 pixels 是一个声明为public byte[] pixels; 并填充了有效值的字节数组。

【问题讨论】：

如果用这个方法为什么要使用泛型？
float val = (Convert.ToSingle((object)pixels[i] + shift)) * scale 怎么样？应用泛型约束只限于特定类型，如果您想要更广泛的T 类型使用转换方法（注意类型参数 T 只能转换为对象）。
@TetsuyaYamamoto 这抱怨我不能在对象和浮点数上使用 (+) 运算符...
@DdarkSideE 该方法也将与 UInt16 等其他类型一起使用。它们始终可以转换为浮点数。
似乎我把 Convert.ToSingle 方法放在了错误的范围内：(Convert.ToSingle((object)pixels[i]) + shift)。 object 需要转换为 float 并与另一个 float 执行加法。

标签： c# generics casting

【解决方案1】：

问题是T 不知道它在你的调用代码中可能是什么，它只是一个通用类型参数，也可能是string 或任何你（显然）可以不要投到float。你需要一个通用的约束：

unsafe private void PerformWindowLevel<T>(int lower, int upper, ref T[] pixels) where T: float

这仍然不起作用，因为您不能使用结构（float 是）作为通用类型参数。只允许使用接口或类。

但是，这只会允许float 成为有效的通用参数，从而使术语泛型非常 - 好吧 - ungeneric。这就是为什么泛型在您的情况下是完全错误的。当只有一种或两种类型可能时，您应该为该特定类型创建具体方法（或重载）。另一方面，泛型声明每种类型（满足where 指示的泛型约束）都是可能的，而不仅仅是一个。

【讨论】：

不行，因为“用作约束的类型必须是接口、非密封类或类型参数。”

【解决方案2】：

无法将类型 'T' 转换为 'float' 表明编译器根本不知道泛型类型参数 T 当前具有哪种数据类型。任何将T 转换为除object（作为所有对象的基类）之外的其他类型的尝试都将导致InvalidCastException。

因此，根据上面解释的泛型类型参数的工作原理，代码可以写成这样：

unsafe private void PerformWindowLevel<T>(int lower, int upper, ref T[] pixels)
{
    float shift = 3.0F; // some value
    float scale = 5.0F; // some value
    float val = (Convert.ToSingle((object)pixels[i]) + shift) * scale;
}

或在执行强制转换之前检查byte 数据类型：

unsafe private void PerformWindowLevel<T>(int lower, int upper, ref T[] pixels)
{
    if (typeof(T) == typeof(byte))
    {
        float shift = 3.0F; // some value
        float scale = 5.0F; // some value
        float val = (Convert.ToSingle((object)pixels[i]) + shift) * scale;
    }
}

请注意，泛型本身应该完全独立于类型，因此如果类型参数T 打算只接受byte，只需使用ref byte[] pixels。

NB：关于消息用作约束的类型必须是接口，非密封类或类型参数，可以解释float（System.Single）本身只是一个struct，隐含地是sealed。结构或密封类不能用作泛型类型参数约束，但您可以约束T 是一个结构。当前有效的约束应该是这样的：

void GenericMethod<T>() where T: class // reference type constraint

void GenericMethod<T>() where T: struct {} // value type constraint

void GenericMethod<T>() where T: new() // public parameterless constructor constraint

void GenericMethod<T>() where T: IConvertible // interface constraint

void GenericMethod<T>() where T: BaseClass // base class constraint

更多信息：Constraints on Type Parameters

类似问题：

Cannot implicitly convert type 'T' to 'Int'

Value of type 'T' cannot be converted to

【讨论】：

【解决方案3】：

您需要编写一个单独的 TypeConverter，因为在编译时编译器不知道 Type T 以及它是否可以转换为 float 。

可以使用 Convert.ChangeType 方法进行转换

public class ConvertTypeClass<T1,T2>
    {
        public T1 ConvertMethod(T2 val)
        {
            return (T1) (Convert.ChangeType(val, typeof(T1)));
        }
    }

【讨论】：

【解决方案4】：

这是一个已知问题，因为基本算术类型没有通用接口（例如 INumeric），您可以通过 where T : INumeric 来限制您的方法。

但是，有一个稍微笨拙的解决方法，它确实可以编译！如果您将代码包含在 typeof 条件中，编译器会很高兴。例如：

private void PerformWindowLevel<T>(int lower, int upper, ref T[] pixels) 
{
    if ((typeof(T) == typeof(byte)) || (typeof(T) == typeof(int)))
    {
        float shift = 1;
        float scale = 2;
        float val = ((float)(object)pixels[0] + shift) * scale;
    }  
}

您需要做的就是在您周围的 if 条件中包含您需要的任意数量的类型！正如我所说的有点笨拙，但它有效！

【讨论】：