Портирование C++ на C# - шаблоны

Question

Я портирую приложение C++ на C# и запускаю шаблоны. Я немного прочитал об этом, и я понимаю, что некоторые шаблоны сродни .Net generics. Я прочитал SO answer в этом случае, который хорошо подвел итог.

Однако некоторые применения шаблонов C++, похоже, не связаны напрямую с дженериками. В приведенном ниже примере из статьи Википедии Template metaprogramming шаблон, похоже, принимает значение, а не тип. Я не совсем уверен, как это будет перенесено на C#?

template <int N> 
struct Factorial 
{ 
    enum { value = N * Factorial<N - 1>::value }; 
}; 

template <> 
struct Factorial<0> 
{ 
    enum { value = 1 }; 
}; 

// Factorial<4>::value == 24 
// Factorial<0>::value == 1 
void foo() 
{ 
    int x = Factorial<4>::value; // == 24 
    int y = Factorial<0>::value; // == 1 
} 

Очевидно, что для этого примера я мог бы сделать:

public int Factorial(int N){ 
    if(N == 0) return 1; 
    return Factorial(N - 1); 
} 

, но это, мне кажется, что рефакторинг к функции, а не порт семантически аналогичный код.

Answer 1

К сожалению .Net дженерик могут принимать только тип. Шаблоны C++ принимают другие значения, которые компилятором считаются постоянными выражениями, поскольку они фактически являются просто макросами, которые расширяются до большего количества кода.

Это означает, что ваша идея превратить код в вызов метода - лучшая ставка. Вы можете сделать вызов метода возвращают тип с .Value собственности (следуя вашему примеру), таким образом, сохраняя перенесенного код, аналогичный шаблону:

return Factorial(N-1).Value; 

Answer 2

Посмотрите на эту статью для различия между генериков # C и C++ шаблонов:

Я думаю, что ваш пример включен там.

MSDN Link

Answer 3

Короткий ответ заключается в том, не все, что может быть сделано в C++ шаблоны могут быть выполнены в C# generics. В случае шаблонов, которые принимают значения типа non, каждая ситуация должна обрабатываться и соответствующим образом учитываться в каждом конкретном случае.

Answer 4

Это так близко, как я мог думать:

public class Factorial<T> 
    where T : IConvertible 
    { 
     public T GetFactorial(T t) 
     { 
      int int32 = Convert.ToInt32(t); 
      if (int32 == 0) 
       return (T) Convert.ChangeType(1, typeof(T)); 
      return GetFactorial((T) Convert.ChangeType(int32-1, typeof(T))); 
     } 
    } 

Проблема заключается в том, вы не можете определить, дженерики и ограничить его ValueTypes. Это будет работать для байта , Int16 и Int32. Также для небольших значений Int64.

Answer 5

В приведенном ниже примере ... шаблон, похоже, принимает значение, а не тип.

Это не ваша самая большая проблема. На самом деле это теоретически можно было бы решить в C#, используя представление Church numeral или Peano, основанное на вложенных генерических типах.

Однако, ваша проблема в том, что C# не позволяет специализации шаблона. В вашем примере специализация шаблона отвечает за определение того, что факториал 0 равен 1, а не столько же, сколько и для всех остальных номеров. C# не позволяет это делать.

Таким образом, нет способа указать базовый регистр в определении рекурсивного шаблона (generic) и, следовательно, нет рекурсии. C# generics не являются Тьюрингом полным, тогда как шаблоны C++.

---

Что-то вроде этого:

class Zero { } 

class Successor<T> : Zero where T : Zero { } 

// one: 
Successor<Zero> 
// two: 
Successor<Successor<Zero>> 
// etc. 

Осуществление операций по этим номерам остается в качестве упражнения для читателя.