使用联合类型

使用联合类型

 

可以在 C# 中使用联合类型，但是，由于 C# 没有真正意义上的联合类型，因此，在 C# 中使用看上去不漂亮。在这一节，我们将讨论如何在 C# 中使用联合类型，以及作为库设计人员，如何可以决定库是否公开联合类型（虽然，我个人建议避免跨语言公开联合类型）。

第一个例子，我们定义了一个简单的联合类型Quantity，它有两个构造函数，一个包含整数，另一个包含浮点数；还提供一个函数getRandomQuantity()，初始化 Quantity 的新实例。

 

module Strangelights.DemoModule

open System

 

// type that can represent a discrete or continuousquantity

type Quantity =

| Discrete of int

| Continuous of float

 

// initalize random number generator

let rand = new Random()

// create a random quantity

letgetRandomQuantity() =

    match rand.Next(1) with

    | 0 ->Quantity.Discrete (rand.Next())

    | _ ->

       Quantity.Continuous

           (rand.NextDouble() * float_of_int (rand.Next()))

 

虽然，我们提供了getRandomQuantity() 去创建 Quantity 类型的新版本，但是，类型自身也提供了静态方法，去创建组成这个类型的不同构造函数的新实例。这些静态方法在所有联合类型上都可用，它缺省由程序集公开，不需要做任何特别的事情，让编译器去创建它。下面的例子演示了如何从 C# 中使用这些方法：

 

using System;

using Strangelights;

 

static class GetQuantityZeroClass

{

    public static void GetQuantityZero()

    {

        // initialize both aDiscrete and Continuous quantity

        DemoModule.Quantity d = DemoModule.Quantity.Discrete(12);

        DemoModule.Quantity c = DemoModule.Quantity.Continuous(12.0);

    }

}

 

现在，我们已经知道如何从 C# 中创建联合类型，因此，下面最重要的任务就是决定构造函数属于哪一个特定的Quantity 值。可以有三种方法，下面的两段代码，我先讨论前两种方法，第三种方法要放在本节的最后。

第一种方法是可以对值的Tag 属性的分支选择（switch）。这个属性是整数，但是，因为联合类型的编译版本提供的是常量，总是有tag_ 前缀，帮助识别这个整数的含义。因此，如果想使用Tag 属性去找出是哪种类型的Quantity，通常写一个switch 语句，如下面的例子所示：

 

//!!! C# Source !!!

using System;

using Strangelights;

 

static class GetQuantityOneClass

{

    public static void GetQuantityOne()

    {

        // get a randomquantity

        DemoModule.Quantity q = DemoModule.getRandomQuantity();

 

        // use the .Tagproperty to switch over the quatity

        switch (q.Tag)

        {

            case DemoModule.Quantity.tag_Discrete:

                Console.WriteLine("Discretevalue: {0}",q.Discrete1);

                break;

            case DemoModule.Quantity.tag_Continuous:

                Console.WriteLine("Continuousvalue: {0}",q.Continuous1);

                break;

        }

    }

}

 

这个例子的运行的结果如下：

 

Discrete value: 65676

 

如果我们愿意，联合类型的编译形式也提供了一系列方法，前缀都是Is，用测试一个值是否属于联合类型中的特定构造函数。例如，在联合类型Quantity 中，有两个方法，IsDiscrete() 和IsContinuous()，测试Quantity 是属于Discrete，还是Continuous。下面的例子就演示了如何使用：

 

//!!! C# Source !!!

using System;

using Strangelights;

 

static class GetQuantityTwoClass

{

    public static void GetQuantityTwo()

    {

        // get a randomquantity

        DemoModule.Quantity q = DemoModule.getRandomQuantity();

        // use if ... elsechain to display value

        if (q.IsDiscrete())

        {

            Console.WriteLine("Discretevalue: {0}",q.Discrete1);

        }

        else if (q.IsContinuous())

        {

            Console.WriteLine("Continuousvalue: {0}",q.Continuous1);

        }

    }

}

 

示例的运行结果如下：

 

Discrete value: 2058

 

因为执行模式匹配所需的代码量过大，所以，这两种方法都不特别令人满意；且还有风险，如果写的代码如下所示，检测值是否是Discrete，但错误地使用了Continuous1 属性，就会出错，导致了NullReferenceException 异常。

 

DemoModule.EasyQuantity q = DemoModule.getRandomEasyQuantity();

if (q.IsDiscrete())

{

    Console.WriteLine("Discretevalue: {0}", q.Continuous1);

}

 

为给库用户提供更多的保障，为联合类型添加成员，执行模式匹配，是一个好办法。下面的例子修改了Quantity 类型，产生新类型EasyQuantity，添加两个成员，把类型转换成整数或浮点数：

 

module Strangelights.ImprovedModule

open System

 

//type that can represent a discrete or continuous quantity

//with members to improve interoperability

type EasyQuantity =

|Discrete of int

|Continuous of float

  // convert quantity to a float

  member x.ToFloat() =

    match x with

    | Discrete x -> float x

    | Continuous x -> x

  // convert quantity to a integer

  member x.ToInt() =

    match x with

    | Discrete x -> x

    | Continuous x -> int x

 

//initalize random number generator

let rand = new Random()

 

//create a random quantity

letgetRandomEasyQuantity() =

  match rand.Next(1) with

  | 0 -> EasyQuantity.Discrete (rand.Next())

  | _ ->

        EasyQuantity.Continuous

          (rand.NextDouble() * float(rand.Next()))

 

这样，库用户既可把值转换成整数，也可以转换成浮点数，而不必担心模式匹配，就像下面的例子：

 

//!!! C# Source !!!

using System;

using Strangelights;

 

class GetQuantityThreeClass

{

    public static void GetQuantityThree()

    {

        // get a randomquantity

        ImprovedModule.EasyQuantity q = ImprovedModule.getRandomEasyQuantity();

        // convert quantityto a float and show it

        Console.WriteLine("Value as afloat: {0}",q.ToFloat());

    }

}

[

所有的示例都没有测试。

]