C＃中的歧视联盟

Question

[注意：这个问题的原始标题是“ C（ish）样式联盟在C＃” 但正如杰夫的评论告诉我的那样，显然这种结构被称为“歧视联盟”]

请原谅这个问题的冗长。

在SO中已经有几个类似的声音问题，但他们似乎专注于联盟的内存节约优势或使用它进行互操作。 Here is an example of such a question

我希望有一个联合类型的东西有点不同。

我正在编写一些代码，生成看起来有点像这样的对象

public class ValueWrapper
{
    public DateTime ValueCreationDate;
    // ... other meta data about the value

    public object ValueA;
    public object ValueB;
}

我认为你会同意相当复杂的东西。问题是ValueA只能是几种特定类型（比方说string，int和Foo（这是一个类）和ValueB可以是另一小部分类型。我不喜欢将这些值视为对象（我希望温暖舒适的编码感觉有点安全性）。

所以我考虑编写一个简单的小包装类来表达ValueA逻辑上是对特定类型的引用这一事实。我打电话给班级Union，因为我想要实现的目标让我想起了C中的联合概念。

public class Union<A, B, C>
{
    private readonly Type type; 
    public readonly A a;
    public readonly B b;
    public readonly C c;

    public A A{get {return a;}}
    public B B{get {return b;}}
    public C C{get {return c;}}

    public Union(A a)
    {
        type = typeof(A);
        this.a = a;
    }

    public Union(B b)
    {
        type = typeof(B);
        this.b = b;
    }

    public Union(C c)
    {
        type = typeof(C);
        this.c = c;
    }

    /// <summary>
    /// Returns true if the union contains a value of type T
    /// </summary>
    /// <remarks>The type of T must exactly match the type</remarks>
    public bool Is<T>()
    {
        return typeof(T) == type;
    }

    /// <summary>
    /// Returns the union value cast to the given type.
    /// </summary>
    /// <remarks>If the type of T does not exactly match either X or Y, then the value <c>default(T)</c> is returned.</remarks>
    public T As<T>()
    {
        if(Is<A>())
        {
            return (T)(object)a;    // Is this boxing and unboxing unavoidable if I want the union to hold value types and reference types? 
            //return (T)x;          // This will not compile: Error = "Cannot cast expression of type 'X' to 'T'."
        }

        if(Is<B>())
        {
            return (T)(object)b; 
        }

        if(Is<C>())
        {
            return (T)(object)c; 
        }

        return default(T);
    }
}

使用此类ValueWrapper现在看起来像这样

public class ValueWrapper2
{
    public DateTime ValueCreationDate;
    public  Union<int, string, Foo> ValueA;
    public  Union<double, Bar, Foo> ValueB;
}

这就像我想要实现的东西但是我缺少一个相当重要的元素 - 这是在调用Is和As函数时编译器强制类型检查，如下面的代码演示

    public void DoSomething()
    {
        if(ValueA.Is<string>())
        {
            var s = ValueA.As<string>();
            // .... do somethng
        }

        if(ValueA.Is<char>()) // I would really like this to be a compile error
        {
            char c = ValueA.As<char>();
        }
    }

IMO如果ValueA是一个char，它是无效的，因为它的定义清楚地表明它不是 - 这是一个编程错误，我希望编译器能够接受它。 [如果我能把这个改正，那么（希望）我也会得到智能 - 这将是一个福音。]

为了达到这个目的，我想告诉编译器类型T可以是A，B或C之一

    public bool Is<T>() where T : A 
                           or T : B // Yes I know this is not legal!
                           or T : C 
    {
        return typeof(T) == type;
    } 

有没有人知道我想要实现的目标是否可行？或者我只是因为首先写这门课而感到愚蠢？

提前致谢。

Answer 1

我真的不喜欢上面提供的类型检查和类型转换解决方案，所以这里是100％类型安全的联合，如果你试图使用错误的数据类型，它将抛出编译错误：

using System;

namespace Juliet
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Union3<int, char, string>[] unions = new Union3<int,char,string>[]
                {
                    new Union3<int, char, string>.Case1(5),
                    new Union3<int, char, string>.Case2('x'),
                    new Union3<int, char, string>.Case3("Juliet")
                };

            foreach (Union3<int, char, string> union in unions)
            {
                string value = union.Match(
                    num => num.ToString(),
                    character => new string(new char[] { character }),
                    word => word);
                Console.WriteLine("Matched union with value '{0}'", value);
            }

            Console.ReadLine();
        }
    }

    public abstract class Union3<A, B, C>
    {
        public abstract T Match<T>(Func<A, T> f, Func<B, T> g, Func<C, T> h);
        // private ctor ensures no external classes can inherit
        private Union3() { } 

        public sealed class Case1 : Union3<A, B, C>
        {
            public readonly A Item;
            public Case1(A item) : base() { this.Item = item; }
            public override T Match<T>(Func<A, T> f, Func<B, T> g, Func<C, T> h)
            {
                return f(Item);
            }
        }

        public sealed class Case2 : Union3<A, B, C>
        {
            public readonly B Item;
            public Case2(B item) { this.Item = item; }
            public override T Match<T>(Func<A, T> f, Func<B, T> g, Func<C, T> h)
            {
                return g(Item);
            }
        }

        public sealed class Case3 : Union3<A, B, C>
        {
            public readonly C Item;
            public Case3(C item) { this.Item = item; }
            public override T Match<T>(Func<A, T> f, Func<B, T> g, Func<C, T> h)
            {
                return h(Item);
            }
        }
    }
}

Answer 2

我喜欢接受的解决方案的方向，但是对于超过三个项目的联盟来说它不能很好地扩展（例如，9个项目的联合需要9个类定义）。

这是另一种在编译时也是100％类型安全的方法，但这很容易扩展到大型联合。

public class UnionBase<A>
{
    dynamic value;

    public UnionBase(A a) { value = a; } 
    protected UnionBase(object x) { value = x; }

    protected T InternalMatch<T>(params Delegate[] ds)
    {
        var vt = value.GetType();    
        foreach (var d in ds)
        {
            var mi = d.Method;

            // These are always true if InternalMatch is used correctly.
            Debug.Assert(mi.GetParameters().Length == 1);
            Debug.Assert(typeof(T).IsAssignableFrom(mi.ReturnType));

            var pt = mi.GetParameters()[0].ParameterType;
            if (pt.IsAssignableFrom(vt))
                return (T)mi.Invoke(null, new object[] { value });
        }
        throw new Exception("No appropriate matching function was provided");
    }

    public T Match<T>(Func<A, T> fa) { return InternalMatch<T>(fa); }
}

public class Union<A, B> : UnionBase<A>
{
    public Union(A a) : base(a) { }
    public Union(B b) : base(b) { }
    protected Union(object x) : base(x) { }
    public T Match<T>(Func<A, T> fa, Func<B, T> fb) { return InternalMatch<T>(fa, fb); }
}

public class Union<A, B, C> : Union<A, B>
{
    public Union(A a) : base(a) { }
    public Union(B b) : base(b) { }
    public Union(C c) : base(c) { }
    protected Union(object x) : base(x) { }
    public T Match<T>(Func<A, T> fa, Func<B, T> fb, Func<C, T> fc) { return InternalMatch<T>(fa, fb, fc); }
}

public class Union<A, B, C, D> : Union<A, B, C>
{
    public Union(A a) : base(a) { }
    public Union(B b) : base(b) { }
    public Union(C c) : base(c) { }
    public Union(D d) : base(d) { }
    protected Union(object x) : base(x) { }
    public T Match<T>(Func<A, T> fa, Func<B, T> fb, Func<C, T> fc, Func<D, T> fd) { return InternalMatch<T>(fa, fb, fc, fd); }
}

public class Union<A, B, C, D, E> : Union<A, B, C, D>
{
    public Union(A a) : base(a) { }
    public Union(B b) : base(b) { }
    public Union(C c) : base(c) { }
    public Union(D d) : base(d) { }
    public Union(E e) : base(e) { }
    protected Union(object x) : base(x) { }
    public T Match<T>(Func<A, T> fa, Func<B, T> fb, Func<C, T> fc, Func<D, T> fd, Func<E, T> fe) { return InternalMatch<T>(fa, fb, fc, fd, fe); }
}

public class DiscriminatedUnionTest : IExample
{
    public Union<int, bool, string, int[]> MakeUnion(int n)
    {
        return new Union<int, bool, string, int[]>(n);
    }

    public Union<int, bool, string, int[]> MakeUnion(bool b)
    {
        return new Union<int, bool, string, int[]>(b);
    }

    public Union<int, bool, string, int[]> MakeUnion(string s)
    {
        return new Union<int, bool, string, int[]>(s);
    }

    public Union<int, bool, string, int[]> MakeUnion(params int[] xs)
    {
        return new Union<int, bool, string, int[]>(xs);
    }

    public void Print(Union<int, bool, string, int[]> union)
    {
        var text = union.Match(
            n => "This is an int " + n.ToString(),
            b => "This is a boolean " + b.ToString(),
            s => "This is a string" + s,
            xs => "This is an array of ints " + String.Join(", ", xs));
        Console.WriteLine(text);
    }

    public void Run()
    {
        Print(MakeUnion(1));
        Print(MakeUnion(true));
        Print(MakeUnion("forty-two"));
        Print(MakeUnion(0, 1, 1, 2, 3, 5, 8));
    }
}

Answer 3

即使这是一个老问题，我最近写了一篇关于这个主题的博客文章可能有用。

• Union Types in C#
• Implementing Tic-Tac-Toe Using State Classes

假设您有一个购物车场景，其中包含三种状态：“空”，“有效”和“付费”，每种状态都有不同的行为。

• 您创建了一个ICartState接口，所有状态都有共同点（并且它可能只是一个空标记接口）
• 您创建了三个实现该接口的类。 （这些类不必处于继承关系中）
• 该接口包含一个“fold”方法，您可以为需要处理的每个状态或大小写传递lambda。

您可以使用C＃中的F＃运行时，但作为一个更轻量级的替代方案，我已经编写了一个小T4模板来生成这样的代码。

这是界面：

partial interface ICartState
{
  ICartState Transition(
        Func<CartStateEmpty, ICartState> cartStateEmpty,
        Func<CartStateActive, ICartState> cartStateActive,
        Func<CartStatePaid, ICartState> cartStatePaid
        );
}

这是实施：

class CartStateEmpty : ICartState
{
  ICartState ICartState.Transition(
        Func<CartStateEmpty, ICartState> cartStateEmpty,
        Func<CartStateActive, ICartState> cartStateActive,
        Func<CartStatePaid, ICartState> cartStatePaid
        )
  {
        // I'm the empty state, so invoke cartStateEmpty 
      return cartStateEmpty(this);
  }
}

class CartStateActive : ICartState
{
  ICartState ICartState.Transition(
        Func<CartStateEmpty, ICartState> cartStateEmpty,
        Func<CartStateActive, ICartState> cartStateActive,
        Func<CartStatePaid, ICartState> cartStatePaid
        )
  {
        // I'm the active state, so invoke cartStateActive
      return cartStateActive(this);
  }
}

class CartStatePaid : ICartState
{
  ICartState ICartState.Transition(
        Func<CartStateEmpty, ICartState> cartStateEmpty,
        Func<CartStateActive, ICartState> cartStateActive,
        Func<CartStatePaid, ICartState> cartStatePaid
        )
  {
        // I'm the paid state, so invoke cartStatePaid
      return cartStatePaid(this);
  }
}

现在假设您使用CartStateEmpty方法扩展CartStateActive和AddItem，而CartStatePaid方法 实现了CartStateActive。

而且让我们说Pay有一个public ICartState AddProduct(ICartState currentState, Product product) { return currentState.Transition( cartStateEmpty => cartStateEmpty.AddItem(product), cartStateActive => cartStateActive.AddItem(product), cartStatePaid => cartStatePaid // not allowed in this case ); } public void Example() { var currentState = new CartStateEmpty() as ICartState; //add some products currentState = AddProduct(currentState, Product.ProductX); currentState = AddProduct(currentState, Product.ProductY); //pay const decimal paidAmount = 12.34m; currentState = currentState.Transition( cartStateEmpty => cartStateEmpty, // not allowed in this case cartStateActive => cartStateActive.Pay(paidAmount), cartStatePaid => cartStatePaid // not allowed in this case ); } 方法，其他州没有。

然后这里有一些代码显示它正在使用 - 添加两个项目然后支付购物车：

{{1}}

请注意，此代码完全是类型安全的 - 在任何地方都没有强制转换或条件限制，如果您尝试为空购物车付费，则会出现编译错误。

Answer 4

我在https://github.com/mcintyre321/OneOf

编写了一个用于执行此操作的库

  

Install-Package OneOf

它具有用于执行DU的通用类型，例如OneOf<T0, T1>一路走来 OneOf<T0, ..., T9>。其中每个都有.Match和.Switch语句，您可以将其用于编译器安全类型行为，例如：

```

OneOf<string, ColorName, Color> backgroundColor = getBackground(); 
Color c = backgroundColor.Match(
    str => CssHelper.GetColorFromString(str),
    name => new Color(name),
    col => col
);

```

Answer 5

我不确定我完全理解你的目标。在C中，union是一个结构，它对多个字段使用相同的内存位置。例如：

typedef union
{
    float real;
    int scalar;
} floatOrScalar;

floatOrScalar联合可以用作float或int，但它们都使用相同的内存空间。改变一个会改变另一个。您可以使用C＃中的结构实现相同的功能：

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct FloatOrScalar
{
    [FieldOffset(0)]
    public float Real;
    [FieldOffset(0)]
    public int Scalar;
}

上述结构总共使用32位，而不是64位。这只适用于结构。上面的示例是一个类，并且鉴于CLR的性质，不保证内存效率。如果将Union<A, B, C>从一种类型更改为另一种类型，则不必重用内存...最有可能的情况是，您在堆上分配新类型并在后备object字段中删除不同的指针。与真正的联合相反，如果你没有使用你的联盟类型，你的方法实际上可能导致更多的堆抖动。

Answer 6

char foo = 'B';

bool bar = foo is int;

这会导致警告，而不是错误。如果您正在寻找Is和As函数作为C＃运算符的模拟函数，那么无论如何都不应该以这种方式限制它们。

Answer 7

如果允许多种类型，则无法实现类型安全（除非类型相关）。

您不能也不会实现任何类型的安全性，您只能使用FieldOffset实现字节值安全。

通用ValueWrapper<T1, T2>与T1 ValueA和T2 ValueB，...

会更有意义

P.S。：谈到类型安全时，我的意思是编译时类型安全。

如果你需要一个代码包装器（在修改时执行商务逻辑，你可以使用以下内容：

public class Wrapper
{
    public ValueHolder<int> v1 = 5;
    public ValueHolder<byte> v2 = 8;
}

public struct ValueHolder<T>
    where T : struct
{
    private T value;

    public ValueHolder(T value) { this.value = value; }

    public static implicit operator T(ValueHolder<T> valueHolder) { return valueHolder.value; }
    public static implicit operator ValueHolder<T>(T value) { return new ValueHolder<T>(value); }
}

为了一个简单的方法，你可以使用（它有性能问题，但它很简单）：

public class Wrapper
{
    private object v1;
    private object v2;

    public T GetValue1<T>() { if (v1.GetType() != typeof(T)) throw new InvalidCastException(); return (T)v1; }
    public void SetValue1<T>(T value) { v1 = value; }

    public T GetValue2<T>() { if (v2.GetType() != typeof(T)) throw new InvalidCastException(); return (T)v2; }
    public void SetValue2<T>(T value) { v2 = value; }
}

//usage:
Wrapper wrapper = new Wrapper();
wrapper.SetValue1("aaaa");
wrapper.SetValue2(456);

string s = wrapper.GetValue1<string>();
DateTime dt = wrapper.GetValue1<DateTime>();//InvalidCastException

Answer 8

这是我的尝试。它使用泛型类型约束来编译类型的时间检查。

class Union {
    public interface AllowedType<T> { };

    internal object val;

    internal System.Type type;
}

static class UnionEx {
    public static T As<U,T>(this U x) where U : Union, Union.AllowedType<T> {
        return x.type == typeof(T) ?(T)x.val : default(T);
    }

    public static void Set<U,T>(this U x, T newval) where U : Union, Union.AllowedType<T> {
        x.val = newval;
        x.type = typeof(T);
    }

    public static bool Is<U,T>(this U x) where U : Union, Union.AllowedType<T> {
        return x.type == typeof(T);
    }
}

class MyType : Union, Union.AllowedType<int>, Union.AllowedType<string> {}

class TestIt
{
    static void Main()
    {
        MyType bla = new MyType();
        bla.Set(234);
        System.Console.WriteLine(bla.As<MyType,int>());
        System.Console.WriteLine(bla.Is<MyType,string>());
        System.Console.WriteLine(bla.Is<MyType,int>());

        bla.Set("test");
        System.Console.WriteLine(bla.As<MyType,string>());
        System.Console.WriteLine(bla.Is<MyType,string>());
        System.Console.WriteLine(bla.Is<MyType,int>());

        // compile time errors!
        // bla.Set('a'); 
        // bla.Is<MyType,char>()
    }
}

它可能会使用一些漂亮的东西。特别是，我无法弄清楚如何摆脱As / Is / Set的类型参数（是不是有办法指定一个类型参数，让C＃想象另一个？）

Answer 9

所以我多次遇到同样的问题，我想出了一个能够获得我想要的语法的解决方案（以实现Union类型的一些丑陋为代价。）

回顾一下：我们希望在呼叫站点使用这种用途。

Union<int, string> u;

u = 1492;
int yearColumbusDiscoveredAmerica = u;

u = "hello world";
string traditionalGreeting = u;

var answers = new SortedList<string, Union<int, string, DateTime>>();
answers["life, the universe, and everything"] = 42;
answers["D-Day"] = new DateTime(1944, 6, 6);
answers["C#"] = "is awesome";

但是，我们希望以下示例无法编译，因此我们得到了一些类型安全性。

DateTime dateTimeColumbusDiscoveredAmerica = u;
Foo fooInstance = u;

为了获得额外的功劳，我们也不会占用超出绝对需要的空间。

尽管如此，这是我对两个泛型类型参数的实现。三种，四种等类型参数的实现是直截了当的。

public abstract class Union<T1, T2>
{
    public abstract int TypeSlot
    {
        get;
    }

    public virtual T1 AsT1()
    {
        throw new TypeAccessException(string.Format(
            "Cannot treat this instance as a {0} instance.", typeof(T1).Name));
    }

    public virtual T2 AsT2()
    {
        throw new TypeAccessException(string.Format(
            "Cannot treat this instance as a {0} instance.", typeof(T2).Name));
    }

    public static implicit operator Union<T1, T2>(T1 data)
    {
        return new FromT1(data);
    }

    public static implicit operator Union<T1, T2>(T2 data)
    {
        return new FromT2(data);
    }

    public static implicit operator Union<T1, T2>(Tuple<T1, T2> data)
    {
        return new FromTuple(data);
    }

    public static implicit operator T1(Union<T1, T2> source)
    {
        return source.AsT1();
    }

    public static implicit operator T2(Union<T1, T2> source)
    {
        return source.AsT2();
    }

    private class FromT1 : Union<T1, T2>
    {
        private readonly T1 data;

        public FromT1(T1 data)
        {
            this.data = data;
        }

        public override int TypeSlot 
        { 
            get { return 1; } 
        }

        public override T1 AsT1()
        { 
            return this.data;
        }

        public override string ToString()
        {
            return this.data.ToString();
        }

        public override int GetHashCode()
        {
            return this.data.GetHashCode();
        }
    }

    private class FromT2 : Union<T1, T2>
    {
        private readonly T2 data;

        public FromT2(T2 data)
        {
            this.data = data;
        }

        public override int TypeSlot 
        { 
            get { return 2; } 
        }

        public override T2 AsT2()
        { 
            return this.data;
        }

        public override string ToString()
        {
            return this.data.ToString();
        }

        public override int GetHashCode()
        {
            return this.data.GetHashCode();
        }
    }

    private class FromTuple : Union<T1, T2>
    {
        private readonly Tuple<T1, T2> data;

        public FromTuple(Tuple<T1, T2> data)
        {
            this.data = data;
        }

        public override int TypeSlot 
        { 
            get { return 0; } 
        }

        public override T1 AsT1()
        { 
            return this.data.Item1;
        }

        public override T2 AsT2()
        { 
            return this.data.Item2;
        }

        public override string ToString()
        {
            return this.data.ToString();
        }

        public override int GetHashCode()
        {
            return this.data.GetHashCode();
        }
    }
}

Answer 10

我使用嵌套Union / Either type 尝试最小但可扩展的解决方案。 在Match方法中使用默认参数自然会启用＆＃34; X或默认＆＃34;场景。

using System;
using System.Reflection;
using NUnit.Framework;

namespace Playground
{
    [TestFixture]
    public class EitherTests
    {
        [Test]
        public void Test_Either_of_Property_or_FieldInfo()
        {
            var some = new Some(false);
            var field = some.GetType().GetField("X");
            var property = some.GetType().GetProperty("Y");
            Assert.NotNull(field);
            Assert.NotNull(property);

            var info = Either<PropertyInfo, FieldInfo>.Of(field);
            var infoType = info.Match(p => p.PropertyType, f => f.FieldType);

            Assert.That(infoType, Is.EqualTo(typeof(bool)));
        }

        [Test]
        public void Either_of_three_cases_using_nesting()
        {
            var some = new Some(false);
            var field = some.GetType().GetField("X");
            var parameter = some.GetType().GetConstructors()[0].GetParameters()[0];
            Assert.NotNull(field);
            Assert.NotNull(parameter);

            var info = Either<ParameterInfo, Either<PropertyInfo, FieldInfo>>.Of(parameter);
            var name = info.Match(_ => _.Name, _ => _.Name, _ => _.Name);

            Assert.That(name, Is.EqualTo("a"));
        }

        public class Some
        {
            public bool X;
            public string Y { get; set; }

            public Some(bool a)
            {
                X = a;
            }
        }
    }

    public static class Either
    {
        public static T Match<A, B, C, T>(
            this Either<A, Either<B, C>> source,
            Func<A, T> a = null, Func<B, T> b = null, Func<C, T> c = null)
        {
            return source.Match(a, bc => bc.Match(b, c));
        }
    }

    public abstract class Either<A, B>
    {
        public static Either<A, B> Of(A a)
        {
            return new CaseA(a);
        }

        public static Either<A, B> Of(B b)
        {
            return new CaseB(b);
        }

        public abstract T Match<T>(Func<A, T> a = null, Func<B, T> b = null);

        private sealed class CaseA : Either<A, B>
        {
            private readonly A _item;
            public CaseA(A item) { _item = item; }

            public override T Match<T>(Func<A, T> a = null, Func<B, T> b = null)
            {
                return a == null ? default(T) : a(_item);
            }
        }

        private sealed class CaseB : Either<A, B>
        {
            private readonly B _item;
            public CaseB(B item) { _item = item; }

            public override T Match<T>(Func<A, T> a = null, Func<B, T> b = null)
            {
                return b == null ? default(T) : b(_item);
            }
        }
    }
}

Answer 11

一旦尝试访问尚未初始化的变量，就可以抛出异常，即如果它是使用A参数创建的，稍后尝试访问B或C，则可能会抛出UnsupportedOperationException。你需要一个吸气剂来使它工作。

Answer 12

您可以导出伪模式匹配函数，就像我在Sasa library中用于Either类型一样。目前有运行时开销，但我最终计划添加一个CIL分析，将所有委托内联到一个真正的case语句中。

Answer 13

不可能完全使用你所使用的语法，但更复杂一点，复制/粘贴它很容易使重载解析为你完成工作：

// this code is ok
var u = new Union("");
if (u.Value(Is.OfType()))
{
    u.Value(Get.ForType());
}

// and this one will not compile
if (u.Value(Is.OfType()))
{
    u.Value(Get.ForType());
}

到目前为止，如何实现它应该是非常明显的：

    public class Union
    {
        private readonly Type type;
        public readonly A a;
        public readonly B b;
        public readonly C c;

        public Union(A a)
        {
            type = typeof(A);
            this.a = a;
        }

        public Union(B b)
        {
            type = typeof(B);
            this.b = b;
        }

        public Union(C c)
        {
            type = typeof(C);
            this.c = c;
        }

        public bool Value(TypeTestSelector _)
        {
            return typeof(A) == type;
        }

        public bool Value(TypeTestSelector _)
        {
            return typeof(B) == type;
        }

        public bool Value(TypeTestSelector _)
        {
            return typeof(C) == type;
        }

        public A Value(GetValueTypeSelector _)
        {
            return a;
        }

        public B Value(GetValueTypeSelector _)
        {
            return b;
        }

        public C Value(GetValueTypeSelector _)
        {
            return c;
        }
    }

    public static class Is
    {
        public static TypeTestSelector OfType()
        {
            return null;
        }
    }

    public class TypeTestSelector
    {
    }

    public static class Get
    {
        public static GetValueTypeSelector ForType()
        {
            return null;
        }
    }

    public class GetValueTypeSelector
    {
    }

没有检查提取错误类型的值，例如：

var u = Union(10);
string s = u.Value(Get.ForType());

因此，您可以考虑在这种情况下添加必要的检查并抛出异常。

Answer 14

我使用自己的联盟​​类型。

考虑一个让它更清晰的例子。

想象一下，我们有Contact class：

public class Contact 
{
    public string Name { get; set; }
    public string EmailAddress { get; set; }
    public string PostalAdrress { get; set; }
}

这些都被定义为简单的字符串，但实际上它们只是字符串吗？ 当然不是。名称可以包含名字和姓氏。或者电子邮件只是一组符号？我知道至少它应该包含@并且它必然是。

让我们改进我们的域名模型

public class PersonalName 
{
    public PersonalName(string firstName, string lastName) { ... }
    public string Name() { return _fistName + " " _lastName; }
}

public class EmailAddress 
{
    public EmailAddress(string email) { ... } 
}

public class PostalAdrress 
{
    public PostalAdrress(string address, string city, int zip) { ... } 
}

在这个类中，将在创建过程中进行验证，最终我们将拥有有效的模型。 PersonaName类中的Consturctor同时需要FirstName和LastName。这意味着在创建之后，它不能具有无效状态。

分别联系班级

public class Contact 
{
    public PersonalName Name { get; set; }
    public EmailAdress EmailAddress { get; set; }
    public PostalAddress PostalAddress { get; set; }
}

在这种情况下我们有同样的问题，Contact类的对象可能处于无效状态。我的意思是它可能有EmailAddress但没有名称

var contact = new Contact { EmailAddress = new EmailAddress("foo@bar.com") };

让我们修复它并使用构造函数创建Contact类，该构造函数需要PersonalName，EmailAddress和PostalAddress：

public class Contact 
{
    public Contact(
               PersonalName personalName, 
               EmailAddress emailAddress,
               PostalAddress postalAddress
           ) 
    { 
         ... 
    }
}

但是我们还有另外一个问题。如果Person只有EmailAdress但没有PostalAddress怎么办？

如果我们考虑一下，我们就会发现Contact类对象的有效状态有三种可能性：

1. 联系人只有一个电子邮件地址
2. 联系人只有邮寄地址
3. 联系人同时拥有电子邮件地址和邮政地址

让我们写出域模型。首先，我们将创建Contact Info类，该状态将与上述情况相对应。

public class ContactInfo 
{
    public ContactInfo(EmailAddress emailAddress) { ... }
    public ContactInfo(PostalAddress postalAddress) { ... }
    public ContactInfo(Tuple<EmailAddress,PostalAddress> emailAndPostalAddress) { ... }
}

并联系班级：

public class Contact 
{
    public Contact(
              PersonalName personalName,
              ContactInfo contactInfo
           )
    {
        ...
    }
}

让我们尝试使用它：

var contact = new Contact(
                  new PersonalName("James", "Bond"),
                  new ContactInfo(
                      new EmailAddress("agent@007.com")
                  )
               );
Console.WriteLine(contact.PersonalName()); // James Bond
Console.WriteLine(contact.ContactInfo().???) // here we have problem, because ContactInfo have three possible state and if we want print it we would write `if` cases

让我们在ContactInfo类中添加Match方法

public class ContactInfo 
{
   // constructor 
   public TResult Match<TResult>(
                      Func<EmailAddress,TResult> f1,
                      Func<PostalAddress,TResult> f2,
                      Func<Tuple<EmailAddress,PostalAddress>> f3
                  )
   {
        if (_emailAddress != null) 
        {
             return f1(_emailAddress);
        } 
        else if(_postalAddress != null)
        {
             ...
        } 
        ...
   }
}

  

在match方法中，我们可以编写这段代码，因为联系人类的状态是由构造函数控制的，它可能只有一种可能的状态。

让我们创建一个辅助类，这样每次都不会编写尽可能多的代码。

public abstract class Union<T1,T2,T3>
    where T1 : class
    where T2 : class
    where T3 : class
{
    private readonly T1 _t1;
    private readonly T2 _t2;
    private readonly T3 _t3;
    public Union(T1 t1) { _t1 = t1; }
    public Union(T2 t2) { _t2 = t2; }
    public Union(T3 t3) { _t3 = t3; }

    public TResult Match<TResult>(
            Func<T1, TResult> f1,
            Func<T2, TResult> f2,
            Func<T3, TResult> f3
        )
    {
        if (_t1 != null)
        {
            return f1(_t1);
        }
        else if (_t2 != null)
        {
            return f2(_t2);
        }
        else if (_t3 != null)
        {
            return f3(_t3);
        }
        throw new Exception("can't match");
    }
}

  

我们可以预先为几种类型提供这样的类，就像委托Func，Action一样。对于Union类，4-6泛型类型参数将完整。

让我们重写ContactInfo类：

public sealed class ContactInfo : Union<
                                     EmailAddress,
                                     PostalAddress,
                                     Tuple<EmaiAddress,PostalAddress>
                                  >
{
    public Contact(EmailAddress emailAddress) : base(emailAddress) { }
    public Contact(PostalAddress postalAddress) : base(postalAddress) { }
    public Contact(Tuple<EmaiAddress, PostalAddress> emailAndPostalAddress) : base(emailAndPostalAddress) { }
}

  

这里编译器会询问至少一个构造函数的覆盖。如果我们忘记覆盖其余的构造函数，我们就无法用另一个状态创建ContactInfo类的对象。这将在匹配期间保护我们免受运行时异常的影响。

var contact = new Contact(
                  new PersonalName("James", "Bond"),
                  new ContactInfo(
                      new EmailAddress("agent@007.com")
                  )
               );
Console.WriteLine(contact.PersonalName()); // James Bond
Console
    .WriteLine(
        contact
            .ContactInfo()
            .Match(
                (emailAddress) => emailAddress.Address,
                (postalAddress) => postalAddress.City + " " postalAddress.Zip.ToString(),
                (emailAndPostalAddress) => emailAndPostalAddress.Item1.Name + emailAndPostalAddress.Item2.City + " " emailAndPostalAddress.Item2.Zip.ToString()
            )
    );

这就是全部。 我希望你喜欢。

取自网站F# for fun and profit

的示例

Answer 15

C＃语言设计团队于2017年1月讨论了歧视工会https://github.com/dotnet/csharplang/blob/master/meetings/2017/LDM-2017-01-10.md#discriminated-unions-via-closed-types

您可以在https://github.com/dotnet/csharplang/issues/113上为功能请求投票