자습서: 인터페이스에서 정적 가상 멤버 탐색

인터페이스 정적 가상 멤버 를 사용하면 오버로드된 연산 자 또는 기타 정적 멤버를 포함하는 인터페이스를 정의할 수 있습니다. 정적 멤버를 사용하여 인터페이스를 정의한 후에는 이러한 인터페이스를 제약 조건으로 사용하여 연산자 또는 기타 정적 메서드를 사용하는 제네릭 형식을 만들 수 있습니다. 오버로드된 연산자를 사용하여 인터페이스를 만들지 않더라도 이 기능과 언어 업데이트에서 사용하도록 설정된 제네릭 수학 클래스를 활용할 수 있습니다.

이 튜토리얼에서는 다음을 배우게 됩니다:

정적 멤버를 사용하여 인터페이스를 정의합니다.
인터페이스를 사용하여 정의된 연산자를 사용하여 인터페이스를 구현하는 클래스를 정의합니다.
정적 인터페이스 메서드를 사용하는 제네릭 알고리즘을 만듭니다.

필수 조건

정적 추상 인터페이스 메서드

예제로 시작해 보겠습니다. 다음 메서드는 두 double 숫자의 중간점을 반환합니다.

public static double MidPoint(double left, double right) =>
    (left + right) / (2.0);

숫자 형식,intshortlongfloat 또는 숫자를 나타내는 모든 형식decimal에 대해 동일한 논리가 작동합니다. + 및 / 연산자를 사용하는 방법과 2 값을 정의하는 방법이 필요합니다. 인터페이스를 System.Numerics.INumber<TSelf> 사용하여 이전 메서드를 다음 제네릭 메서드로 작성할 수 있습니다.

public static T MidPoint<T>(T left, T right)
    where T : INumber<T> => (left + right) / T.CreateChecked(2);  // note: the addition of left and right may overflow here; it's just for demonstration purposes

INumber<TSelf> 인터페이스를 구현하는 모든 형식에는 operator + 및 operator /에 대한 정의가 포함되어야 합니다. 분모는 모든 숫자 형식에 대해 2 값을 T.CreateChecked(2)로 정의하여, 분모가 두 매개 변수와 동일한 형식을 갖도록 강제합니다. INumberBase<TSelf>.CreateChecked<TOther>(TOther)는 지정된 값에서 형식의 인스턴스를 생성하고, 값이 표현 가능한 범위를 벗어나면 OverflowException를 발생시킵니다. 이 구현은 left 및 right가 모두 충분히 큰 값일 경우 오버플로가 발생할 가능성이 있습니다. 이 잠재적인 문제를 방지할 수 있는 대체 알고리즘이 있습니다.

친숙한 구문을 사용하여 인터페이스에서 정적 추상 멤버를 정의합니다. 구현을 제공하지 않는 정적 멤버에 static 및 abstract 한정자를 추가합니다. 다음 예제에서는 operator ++을(를) 재정의할 수 있는 모든 형식에 적용할 수 있는 IGetNext<T> 인터페이스를 정의합니다.

public interface IGetNext<T> where T : IGetNext<T>
{
    static abstract T operator ++(T other);
}

형식 인수 T가 IGetNext<T>를 구현한다는 제약 조건은 연산자의 서명에 포함하는 형식이나 해당 형식 인수가 포함되도록 보장합니다. 많은 연산자는 해당 매개 변수가 일치하는 형식이거나, 포함하는 형식을 구현하도록 제한된 형식 매개 변수여야 한다고 강제합니다. 이 제약 조건이 없으면 인터페이스에서 ++ 연산자를 IGetNext<T> 정의할 수 없습니다.

각 증분에서 다음 코드를 사용하여 문자열에 다른 문자를 추가하는 'A' 문자 문자열을 만드는 구조를 만들 수 있습니다.

public struct RepeatSequence : IGetNext<RepeatSequence>
{
    private const char Ch = 'A';
    public string Text = new string(Ch, 1);

    public RepeatSequence() {}

    public static RepeatSequence operator ++(RepeatSequence other)
        => other with { Text = other.Text + Ch };

    public override string ToString() => Text;
}

일반적으로, ++를 "이 형식의 다음 값을 생성"으로 정의하여 사용할 수 있는 모든 알고리즘을 구축할 수 있습니다. 이 인터페이스를 사용하면 명확한 코드와 결과를 얻을 수 있습니다.

var str = new RepeatSequence();

for (int i = 0; i < 10; i++)
    Console.WriteLine(str++);

앞의 예제에서는 다음 출력을 생성합니다.

A
AA
AAA
AAAA
AAAAA
AAAAAA
AAAAAAA
AAAAAAAA
AAAAAAAAA
AAAAAAAAAA

이 작은 예제에서는 이 기능에 대한 동기를 보여 줍니다. 연산자, 상수 값 및 기타 정적 작업에 자연 구문을 사용할 수 있습니다. 오버로드된 연산자를 포함하여 정적 멤버를 사용하는 여러 형식을 만들 때 이러한 기술을 살펴볼 수 있습니다. 형식의 기능과 일치하는 인터페이스를 정의한 다음 새 인터페이스에 대한 해당 형식의 지원을 선언합니다.

제네릭 수학

인터페이스에서 연산자를 포함한 정적 메서드를 허용하는 동기 부여 시나리오는 제네릭 수학 알고리즘을 지원하는 것입니다. .NET 7 기본 클래스 라이브러리에는 많은 산술 연산자의 인터페이스 정의가 있으며, INumber<T> 인터페이스 내에서 많은 산술 연산자를 결합하는 파생 인터페이스가 포함되어 있습니다. 이러한 형식을 적용하여 T가 모든 숫자 형식을 사용할 수 있는 Point<T> 레코드를 작성해 보겠습니다. 일부 XOffsetYOffset 연산자를 사용하여 + 점을 이동할 수 있습니다.

먼저 dotnet new 또는 Visual Studio를 사용하여 새 콘솔 애플리케이션을 만듭니다.

Translation<T> 및 Point<T>의 공용 인터페이스는 다음 코드처럼 보여야 합니다.

// Note: Not complete. This won't compile yet.
public record Translation<T>(T XOffset, T YOffset);

public record Point<T>(T X, T Y)
{
    public static Point<T> operator +(Point<T> left, Translation<T> right);
}

record 형식과 Translation<T>, Point<T> 형식 모두 두 값을 저장하며, 정교한 동작보다는 데이터 스토리지를 나타냅니다. 구현 operator + 은 다음 코드와 같습니다.

public static Point<T> operator +(Point<T> left, Translation<T> right) =>
    left with { X = left.X + right.XOffset, Y = left.Y + right.YOffset };

이전 코드를 컴파일하려면 T이(가) IAdditionOperators<TSelf, TOther, TResult> 인터페이스를 지원한다고 선언해야 합니다. 해당 인터페이스에는 정적 메서드가 operator + 포함됩니다. 세 가지 형식 매개 변수를 선언합니다. 하나는 왼쪽 피연산자, 다른 하나는 오른쪽 피연산자, 다른 하나는 결과에 대한 매개 변수입니다. 일부 형식은 다른 피연산자 및 결과 형식에 대해 구현 + 합니다. 형식 인수 T가 IAdditionOperators<T, T, T>을(를) 구현한다는 선언을 추가합니다.

public record Point<T>(T X, T Y) where T : IAdditionOperators<T, T, T>

해당 제약 조건을 Point<T> 추가한 후 클래스는 더하기 연산자에 + 사용할 수 있습니다. 선언에 동일한 제약 조건을 추가합니다 Translation<T> .

public record Translation<T>(T XOffset, T YOffset) where T : IAdditionOperators<T, T, T>;

이 IAdditionOperators<T, T, T> 제약 조건은 개발자가 점 추가에 대한 제약 조건을 충족하지 않는 형식을 사용하여 Translation 클래스를 생성하는 것을 방지합니다. 형식 매개 변수 Translation<T>Point<T> 에 필요한 제약 조건을 추가했기 때문에 이 코드가 작동합니다. Program.cs 파일에서 Translation 및 Point 선언 위에 다음과 같은 코드를 추가하여 테스트할 수 있습니다.

var pt = new Point<int>(3, 4);

var translate = new Translation<int>(5, 10);

var final = pt + translate;

Console.WriteLine(pt);
Console.WriteLine(translate);
Console.WriteLine(final);

이러한 형식이 적절한 산술 인터페이스를 구현한다고 선언하여 이 코드를 더 재사용 가능하게 만들 수 있습니다. 첫 번째로 해야 할 변경 사항은 Point<T, T>가 IAdditionOperators<Point<T>, Translation<T>, Point<T>> 인터페이스를 구현한다는 것을 선언하는 것입니다. 이 형식은 Point 피연산자와 결과에 대해 서로 다른 형식을 사용합니다. 이 형식은 Point 이미 해당 서명을 사용하여 operator + 구현하므로 선언에 인터페이스를 추가하는 것만 있으면 됩니다.

public record Point<T>(T X, T Y) : IAdditionOperators<Point<T>, Translation<T>, Point<T>>
    where T : IAdditionOperators<T, T, T>

마지막으로 추가를 수행할 때 해당 형식에 대한 추가 ID 값을 정의하는 속성을 갖는 것이 유용합니다. 해당 기능에 IAdditiveIdentity<TSelf,TResult>대한 새 인터페이스가 있습니다. 변환 {0, 0} 은 가산 ID입니다. 결과 지점은 왼쪽 피연산자와 동일합니다. 인터페이스는 IAdditiveIdentity<TSelf, TResult> ID 값을 반환하는 하나의 읽기 전용 속성을 AdditiveIdentity정의합니다. 이 Translation<T> 인터페이스를 구현하려면 몇 가지 변경 내용이 필요합니다.

using System.Numerics;

public record Translation<T>(T XOffset, T YOffset) : IAdditiveIdentity<Translation<T>, Translation<T>>
    where T : IAdditionOperators<T, T, T>, IAdditiveIdentity<T, T>
{
    public static Translation<T> AdditiveIdentity =>
        new Translation<T>(XOffset: T.AdditiveIdentity, YOffset: T.AdditiveIdentity);
}

여기에 몇 가지 변경 사항이 있으므로 하나씩 살펴보겠습니다. 먼저 Translation 형식이 IAdditiveIdentity 인터페이스를 구현한다고 선언합니다.

public record Translation<T>(T XOffset, T YOffset) : IAdditiveIdentity<Translation<T>, Translation<T>>

다음 코드와 같이 인터페이스 멤버를 구현하려고 할 수 있습니다.

public static Translation<T> AdditiveIdentity =>
    new Translation<T>(XOffset: 0, YOffset: 0);

위의 코드는 형식에 따라 달라지므로 0 컴파일되지 않습니다. 그 답은 IAdditiveIdentity<T>.AdditiveIdentity을(를) 0에 사용하세요. 이러한 변경은 이제 T가 IAdditiveIdentity<T>을(를) 구현해야 한다는 제약 조건을 포함해야 함을 의미합니다. 그러면 다음 구현이 수행됩니다.

public static Translation<T> AdditiveIdentity =>
    new Translation<T>(XOffset: T.AdditiveIdentity, YOffset: T.AdditiveIdentity);

이제 해당 제약 조건을 Translation<T>추가했으므로 다음과 같은 제약 조건을 추가해야 합니다 Point<T>.

using System.Numerics;

public record Point<T>(T X, T Y) : IAdditionOperators<Point<T>, Translation<T>, Point<T>>
    where T : IAdditionOperators<T, T, T>, IAdditiveIdentity<T, T>
{
    public static Point<T> operator +(Point<T> left, Translation<T> right) =>
        left with { X = left.X + right.XOffset, Y = left.Y + right.YOffset };
}

이 샘플에서는 제네릭 수학용 인터페이스가 어떻게 작성되는지 살펴보았습니다. 당신은 다음을 배우셨습니다:

INumber<T> 인터페이스에 의존하여 모든 숫자 형식에서 사용할 수 있는 메서드를 작성합니다.
추가 인터페이스를 사용하는 형식을 빌드하여 하나의 수학 연산만 지원하는 형식을 구현합니다. 이 형식은 다른 방법으로 작성할 수 있도록 동일한 인터페이스에 대한 지원을 선언합니다. 알고리즘은 수학 연산자의 가장 자연스러운 구문을 사용하여 작성됩니다.

이러한 기능을 실험하고 피드백을 등록합니다. Visual Studio에서 피드백 보내기 메뉴 항목을 사용하거나 GitHub의 roslyn 리포지토리에서 새 문제를 만들 수 있습니다. 모든 숫자 형식으로 작동하는 제네릭 알고리즘을 빌드합니다. 형식 인수가 숫자와 유사한 기능의 하위 집합만 구현하는 이러한 인터페이스를 사용하여 알고리즘을 빌드합니다. 이러한 기능을 사용하는 새 인터페이스를 빌드하지 않더라도 알고리즘에서 이를 사용하여 실험해 볼 수 있습니다.

참고하십시오

제네릭 수학

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Last updated on 2025-11-20