Question

我正在用C＃编写一个用于处理矩阵的类库，目前正在开发一个名为ComplexMatrix的Matrix子类。 Matrix基类使用Int32数据类型的值（更高级版本使用Double），以及System.Numerics.Complex结构的ComplexMatrix（.NET 4）。

对于基类，我将ToString（）覆盖为：

| 1 2 |
| 3 4 |    printed as    {{1,2}{3,4}}

System.Numerics.Complex结构以下列形式覆盖ToString（）：

a+bi    printed as    (a,b)    where a is real and b is imaginary

在ComplexMatrix中重写ToString时，我只使用了方法：

public override string ToString()
{
    return base.ToString();
}

不幸的是，对于复杂的矩阵，发生了以下情况：

| 1+1i 1+2i |
| 2+1i 2+2i |   printed as   {{0,0}{0,0}} rather than {{(1,1),(1,2)}{(2,1)(2,2)}}

我为Matrix类编写的原始ToString（）代码是：

public override string ToString()
{
    StringBuilder matrixString = new StringBuilder();
    string comma = "";

    matrixString.Append("{");
    for (int i = 0; i < this.Rows; i++)
    {
        matrixString.Append("{");
        for (int j = 0; j < this.Columns; j++)
        {
            if (j == 0) comma = "";
            else comma = ",";

            matrixString.Append(comma + this.Elements[i, j].ToString());
        }
        matrixString.Append("}");
    }
    matrixString.Append("}");
    return matrixString.ToString();
}

在上面的代码中：

this.Elements属性：在Matrix类中，这是一个Int32类型的二维数组（Double in a new，more advanced version）;它是ComplexMatrix中的System.Numerics.Complex类型
this.Rows，this.Columns属性：矩阵的行数和列数

我有几个问题：

在ComplexMatrix实例上调用ToString并调用基本ToString（）方法时，是否尝试从Complex转换为Int32？
由于ComplexMatrix Elements属性（Complex [，] type）隐藏了基类Elements属性（Int32 [，] type），因此需要new关键字？
“this”kwyword是否被视为Matrix类型而不是ComplexMatrix？

Answer 1

我认为您的问题如下：
Elements类中的virtual属性未标记为Matrix。 Elements类中的ComplexMatrix属性隐藏了Elements类的Matrix属性。因此，多态性不起作用，ToString中的Matrix方法访问Matrix.Elements而非ComplexMatrix.Elements。但由于Elements是属性而您想要更改属性的类型，因此无论如何都不能使用virtual。

要解决此问题，您应该执行以下操作：

创建一个通用基类，希望矩阵值的类型为通用参数
创建一个继承自此基类的SimpleMatrix类，并将int作为通用参数传递。
创建一个继承自此基类的ComplexMatrix类，并将Complex作为通用参数传递。

Answer 2

你无法真正做你想做的事。

问题是C＃中的所有数字类型都没有超类。所以你不能在这样的类层次中用一种数字类型替换另一种数字类型（并且仍然对它们进行数学运算）。

您可以做的是创建一个IMatrixElement接口。然后创建实现该接口的具体类MatrixElementInt，MatrixElementDouble，MatrixElementComplex。然后在构造矩阵时提供正确的元素类型。

interface IMatrixElement
{
    IMatrixElement Add(IMatrixElement a, IMatrixElement b);
    IMatrixElement Multiply(IMatrixElement a, IMatrixElement b);
    string ToString();
}

从基类继承ToString（）时的数据类型混淆

2 个答案: