C#中implicit和explicit

理解:

• 使用等号代替构造函数调用的效果
• 以类似重载操作符的形式定义用于类型转换的函数
• 前者类型转换时候直接写等号赋值语法,后者要额外加目标类型的强制转换
• stirng str -> object o -> int a 可以 int a = (int)(str as object)转换通过编译,但没有转换逻辑所以运行会报错,explicit就可以解决这个问题,类似 于dart语言中的  源类型对象.to目标类型() 的意思.

什么是隐式转换?

int i = 1;

double d = i;

什么是显式转换?

double d = 1;

int i = (int)d

implicit

隐式转换,相当于封箱操作如: int i = 1; object obj = i;

如果不理解封箱可以换个例子: int i = 1; double d = i;

double的可取值范围包含了int的全部可取值范围,所以可以int->double隐式转换

explicit

显式转换,相当于拆箱操作如: object obj = 1; int i = (int)obj;

如果不理解封箱可以换个例子: double i = 1; int i = (int) d;

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为什么有显式和隐式转换?

在C#本身的类型转换中,

int, uint , float之类的都可以隐式转换到double,是因为 double可以不丢失精度的情况下保存int, uint , float之类类型的值

而 double要想转换回到其他数值类型,则有可能丢失精度,所以我们要强制转换,也就是显式的指定转换的方式,即

double d = 1.1;

//int i = d;//这样不可以转换

int i = (double)d; //这样可以转换,但是会丢精度

此时 i 的值为1而不是1.1(向下取整,即Math.Floor()函数执行后再转为int的相同作用.

故,

方便,是隐式转换的主要目的

明确,精确,安全,是显式转换的主要目的

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implicit/explicit的用法

固定以 public static implicit/explicit operator 目标类型(源类型 源类型形参)

的方式使用.

假设我们有人民币Rmb和美元Dollar类

评估资产的时候,默认都用Dollar来作为通用单位,当需要换成Rmb或者其他比重比如Krw的时候,需要显式的,明确的知道要转换的目标币种的类型.

比如隐式转换 Rmb->Dollar

public static implicit operator Dollar(Rmb rmb)

{

        //汇率相关的计算

}

再比如显式转换 Dollar->Rmb

public static explicit operator Rmb(Dollar rmb)

{

        //汇率先关的计算

}

使用时,隐式转换直接用Rmb可以直接给Dollar赋值

var rmb = new Rmb();

var dollar = rmb;//可以正常编译通过并在运行时正确转换

而

var doaalr = new Dollar();

//var rmb = dollar;//不可以通过编译,因为没有实现从dollar到rmb的隐式转换

var rmb = (Rmb)dollar;//可以通过编译并在运行时正确转换.

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设计建议:

不管隐式还是显式转换都要保证类型安全不溢出不抛错

隐式转换设计时尽量源类型和目标类型不要有太多的偏差,否则容易造成歧义,如

var person = new Person(){ Id = 1111 };

int id = person; //这种虽然是方便从person中取出Id属性赋值给id,但理解可能会有偏差.

尽管我们可以用

int personId = person; 仍然是有较大的歧义.读代码的人会想id怎么会是一个"人"对象呢?

所以都不如 var id = person.Id来的直观.

像public class ArgsInfo内定义一个隐式转换从 string [] 到 ArgsInfo就是一个较好的设计

//一段精简的示例代码,实际设计会比这个健壮,仅为了表示该类和 string[] args较好耦合.

public class ArgsInfo
	{
		private readonly Dictionary _args = new();
		public static implicit operator ArgsInfo(string[] args)
		{
			var result = new ArgsInfo();
			foreach (var arg in args)
			{
				var kv = arg.Split('=');
				if (kv.Length == 2)
				{
					result._args[kv[0]] = kv[1];
				}
			}
			return result;
		}

		public override string ToString()
		{
			var sb = new StringBuilder();
			foreach (var (key, value) in _args)
			{
				sb.AppendLine($"{key}={value}");
			}
			return sb.ToString();
		}
	}

	public static void Main(string[] args)
	{
        //就像调用了 var argsInfo = new ArgsInfo(args);
		ArgsInfo argsInfo = args;
		Console.WriteLine(argsInfo);
	}

显示转换设计时, 语义会更明确, 但必要的类型转换说明不可少.丢不丢精度,等都要写清

由于不像函数ConvertXXXToYYY, src.ToDestType(), src.toInt()等直观的通过名称就知道含义且可以传递各种参数如精度之类的,所以保证类型转换的安全稳定和易维护拓展很重要.

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完整示例代码带注释:

新建一个cs文件,直接运行Test方法看看效果吧

Rider截图:

/*


 implicit:隐式转换
 explicit:显式转换


*/

using System.Globalization;

namespace CS2TS.Test._1_InTestCSFiles;

/// 

///     常量值定义
/// 
public static class Constant
{
	/// 

	///     1美元换多少人民币
	/// 
	public const double DollarToRmb = 6.5;

	/// 

	///     1美元换多少韩元
	/// 
	public const double DollarToKrw = 1100;
}

/// 

///     人
/// 
public class Person
{
	/// 

	///     名字
	/// 
	public string Name { get; set; } = "无名氏";

	/// 

	///     资产,默认以可隐式转换的美元表示,转换成其他货币需要显式转换标明意图
	/// 
	public Dollar Money { get; set; } = new();
}

public class Rmb
{
	public double RmbAmount { get; set; }

	public static implicit operator Dollar(Rmb rmb)
	{
		return new Dollar
		{
			DollarAmount = rmb.RmbAmount / Constant.DollarToRmb
		};
	}

	public static implicit operator Rmb(Dollar dollar)
	{
		return new Rmb
		{
			RmbAmount = dollar.DollarAmount * Constant.DollarToRmb
		};
	}

	public static explicit operator Krw(Rmb rmb)
	{
		//先把rmb转换成dollar,然后再转换成krw
		return (Dollar)rmb;
	}

	public static explicit operator Rmb(Krw krw)
	{
		//先把krw转换成dollar,然后再转换成rmb
		return (Dollar)krw;
	}
}

/// 

///     韩元
/// 
public class Krw
{
	public double KrwAmount { get; set; }

	/*

	 可以直接用美元换韩元
	 如果换成人民币则需要显式转换

    */

	public static implicit operator Dollar(Krw krw)
	{
		return new Dollar
		{
			DollarAmount = krw.KrwAmount / Constant.DollarToKrw
		};
	}

	public static implicit operator Krw(Dollar dollar)
	{
		return new Krw
		{
			KrwAmount = dollar.DollarAmount * Constant.DollarToKrw
		};
	}

	public static explicit operator Rmb(Krw krw)
	{
		//先把krw转换成dollar,然后再转换成rmb
		return (Dollar)krw;
	}

	public static explicit operator Krw(Rmb rmb)
	{
		//先把rmb转换成dollar,然后再转换成krw
		return (Dollar)rmb;
	}
}

/// 

///     美元,作为中间货币,人民币和韩元都可以直接换成美元,但是美元要换成什么,需要显式转换
/// 
public class Dollar
{
	public double DollarAmount { get; set; }

	public override string ToString()
	{
		return DollarAmount.ToString(CultureInfo.InvariantCulture);
	}
}

public class ImplicitAndExplicit
{
	public static void Test()
	{
		#region 小明,美元换韩元和人民币

		var ming = new Person
		{
			Name = "小明",
			Money = new Dollar
			{
				DollarAmount = 1000
			}
		};
		//他想换成韩元的或者人民币的时候,需要显示的转换
		var rmbOfMing = (Rmb)ming.Money;
		Console.WriteLine($"小明有{ming.Money.DollarAmount}美元,换成人民币是{rmbOfMing.RmbAmount}元");
		var krwOfMing = (Krw)ming.Money;
		Console.WriteLine($"小明有{ming.Money.DollarAmount}美元,换成韩元是{krwOfMing.KrwAmount}元");

		#endregion

		#region 小红,人民币换韩元

		Console.WriteLine("小红只有人民币1000元,但是出国换货币的时候,都是央行的汇率,所以她的人民币要先转换成美元,然后再转换成其他货币");
		var rmbOfHong = new Rmb
		{
			RmbAmount = 1000
		};
		var hong = new Person
		{
			Name = "小红",
			// 不需要显示转换,因为Rmb有implicit转换成Dollar
			Money = rmbOfHong
		};
		//需要显示转换,因为Dollar没有implicit转换成Rmb
		var krwOfHong = (Krw)hong.Money;
		Console.WriteLine($"小红有{hong.Money.DollarAmount}美元,换成韩元是{krwOfHong.KrwAmount}元");

		#endregion

		#region 小黑,韩元换人民币

		Console.WriteLine("小黑只有韩元1000元,但是出国换货币的时候,都是央行的汇率,所以她的韩元要先转换成美元,然后再转换成其他货币");

		var krwOfHei = new Krw
		{
			KrwAmount = 1000
		};
		var hei = new Person
		{
			Name = "小黑",
			// 不需要显示转换,因为Krw有implicit转换成Dollar
			Money = krwOfHei
		};

		//需要显示转换,因为Dollar没有implicit转换成Rmb
		var rmbOfHei = (Rmb)hei.Money;
		Console.WriteLine($"小黑有{hei.Money.DollarAmount}美元,换成人民币是{rmbOfHei.RmbAmount}元");

		#endregion

		#region 统一用Dollar来表示资产

		Console.WriteLine($"小明有{ming.Money.DollarAmount}美元");
		Console.WriteLine($"小红有{hong.Money.DollarAmount}美元");
		Console.WriteLine($"小黑有{hei.Money.DollarAmount}美元");

		#endregion

		#region 统一用Rmb来表示资产

		Console.WriteLine($"小明有{((Rmb)ming.Money).RmbAmount}人民币");
		Console.WriteLine($"小红有{((Rmb)hong.Money).RmbAmount}人民币");
		Console.WriteLine($"小黑有{((Rmb)hei.Money).RmbAmount}人民币");

		#endregion

		#region 统一用Krw来表示资产

		Console.WriteLine($"小明有{((Krw)ming.Money).KrwAmount}韩元");
		Console.WriteLine($"小红有{((Krw)hong.Money).KrwAmount}韩元");
		Console.WriteLine($"小黑有{((Krw)hei.Money).KrwAmount}韩元");

		#endregion
	}
}