C# 泛型特化

C# 泛型不是 C++ 的模板类，并不支持特化和偏特化，但是使用一些技巧可以在一定程度上达到相同的目的。

原文是 po 在 stackoverflow 上的一个回答：A: Generic indexer overload specialization

一、泛型方法的特化

使用一个非泛型 helper 类和一个内嵌的泛型类可以实现对泛型方法的特化。

     internal static class IndexerImpl //non-generic static helper class
     {
         private static T IndexerDefaultImpl<T>(int i) => default(T); //default implementation

         private static T IndexerImpl2<T>(int i) => default(T); //another implementation for short/int/long

         private static string IndexerForString(int i) => (i * i).ToString(); //specialization for T=string
         private static DateTime IndexerForDateTime(int i) => new DateTime(i * i * i); //specialization for T=DateTime

         static IndexerImpl() //install the specializations
         {
             Specializer<string>.Fun = IndexerForString;
             Specializer<DateTime>.Fun = IndexerForDateTime;

             Specializer<short>.Fun = IndexerImpl2<short>;
             Specializer<int>.Fun = IndexerImpl2<int>;
             Specializer<long>.Fun = IndexerImpl2<long>;
         }

         internal static class Specializer<T> //specialization dispatcher
         {
             internal static Func<int, T> Fun;
             internal static T Call(int i)
                 => null != Fun
                     ? Fun(i)
                     : IndexerDefaultImpl<T>(i);
         }
     }

     public class YourClass<T>
     {
         public T this[int i] => IndexerImpl.Specializer<T>.Call(i);
     }

如果需要传入实例对返回结果进行计算，可以增加一个参数：

     internal static class IndexerImpl //non-generic static helper class
     {
         private static T IndexerDefaultImpl<T>(int i, YourClass<T> yourClass) => default(T); //default implementation

         private static T IndexerImpl2<T>(int i, YourClass<T> yourClass) => default(T); //another implementation for short/int/long

         private static string IndexerForString<T>(int i, YourClass<T> yourClass) => (i * i).ToString(); //specialization for T=string
         private static DateTime IndexerForDateTime<T>(int i, YourClass<T> yourClass) => new DateTime(i * i * i); //specialization for T=DateTime

         static IndexerImpl() //install the specializations
         {
             Specializer<string>.Fun = IndexerForString;
             Specializer<DateTime>.Fun = IndexerForDateTime;

             Specializer<short>.Fun = IndexerImpl2;
             Specializer<int>.Fun = IndexerImpl2;
             Specializer<long>.Fun = IndexerImpl2;
         }

         internal static class Specializer<T> //specialization dispatcher
         {
             internal static Func<int, YourClass<T>, T> Fun;
             internal static T Call(int i, YourClass<T> yourClass)
                 => null != Fun
                     ? Fun(i, yourClass)
                     : IndexerDefaultImpl(i, yourClass);
         }
     }

     public class YourClass<T>
     {
         public T this[int i] => IndexerImpl.Specializer<T>.Call(i, this);
     }

二、泛型方法的偏特化

偏特化也是差不多的做法，只不过帮助类变成了以不需要特化的类型构成的泛型类：

     internal static class GetValueImpl<R, S>
     {
         private static T DefImpl<T>(R r, S s) => default(T);
         private static int IntRet(R r, S s) => int.MaxValue;

         internal static class Specializer<T>
         {
             internal static Func<R, S, T> Fun;
             internal static T Call(R r, S s) => null != Fun ? Fun(r, s) : DefImpl<T>(r, s);
         }

         static GetValueImpl()
         {
             Specializer<int>.Fun = IntRet;
         }
     }

     public class TestClass
     {
         public T GetValue<R, S, T>(R r, S s) => GetValueImpl<R, S>.Specializer<T>.Call(r, s);
     }

以上代码片段中，被偏特化的是 GetValue 方法中的 T 类型参数，当 T=int 的时候，实际被调用的方法就是 GetValueImpl.IntRet 方法，其他情况是 GetValueImpl.DefImpl 方法。

三、泛型类的特化

泛型类的特化没有什么好的方法，只能采用继承特化类型泛型类的方式间接实现，并且将要特化处理的成员采用虚方法或者用 new 隐藏基类方法。

偏特化泛型类也可以采用差不多的方式实现。

具体做法可以参考 stackoverflow 上的这个答案：A: C# specialize generic class