Effective C# 原則 28：避免轉換運算子（一）

轉換運算子與替代性

轉換運算子是替代性型別間操作轉換。替代性即一個類別可取代另一個類別。這可能是好事：衍生類別物件可被基類物件取代，經典例子為形狀繼承。先有形狀類別，衍生出矩形、橢圓、圓形等。任何地方可用圖形取代圓形，這是多態替代性。正確因為圓形是特殊形狀。建立類別時，明確型別轉換可自動完成。.NET 類別繼承中 System.Object 為所有型別基類，故任何型別可用 System.Object 取代。同理，你建立的任何型別應可用其實作介面、基類介面或基類取代。不僅如此，C# 還支援其他轉換。

轉換運算子的潛在錯誤

為某型別添加轉換運算子，等於告訴編譯器：你的型別可被目標型別取代。這可能引發潛在錯誤，因你的型別很可能不能被目標型別取代（譯註：非指繼承關係轉換，而是 C# 允許的另一種轉換）。副作用：修改目標型別狀態後可能對原型別無效。更糟：若轉換產生暫時物件，副作用是直接修改暫時物件，永久丟失在 GC。總之，使用轉換運算子應基於編譯期型別物件，而非執行期型別物件。使用者可能需對型別進行多樣化強制轉換，產生難維護程式碼。

轉換運算子的合理用途

可用轉換運算子將未知型別轉換為你的型別，更清楚表現建立新物件操作（譯註：此轉換要建立新物件）。

範例：圓形與橢圓轉換

假設類別庫結構如圖 3.1。橢圓與圓皆繼承自形狀，雖信橢圓與圓相關，但決定保留此繼承關係（因不想在繼承中用非抽象葉子類別，從橢圓繼承圓有難題）。但意識到每個圓形應是橢圓，某些橢圓也可能是圓形。（圖 3.1）（譯註：作者例子不恰當，且前面假設原因，請讀者理解作者思想，別鑽牛角尖。相信你的 C# 開發中可能遇到類似轉換問題，只是不太可能從圓形轉橢圓。）

導致添加兩轉換運算子。每個圓形是橢圓，添加隱式轉換從圓形轉新橢圓。隱式轉換在類別要求轉換為另一類別時調用。對應顯式轉換為程式設計師在程式碼用強制轉換運算子。

public class Circle : Shape
{
    private PointF _center;
    private float _radius;
    public Circle() : this(PointF.Empty, 0) { }
    public Circle(PointF c, float r) { _center = c; _radius = r; }
    public override void Draw() { /*...*/ }
    static public implicit operator Ellipse(Circle c)
    {
        return new Ellipse(c._center, c._center, c._radius, c._radius);
    }
}

實作隱式轉換，可在任何要求橢圓地方使用圓形，轉換自動完成：

public double ComputeArea(Ellipse e) { /* return area */ }
Circle c = new Circle(new PointF(3.0f, 0), 5.0f);
ComputeArea(c);

表達可替代型別：圓形已可取代橢圓。ComputeArea 可在替代型別上工作。但看下例：

public void Flatten(Ellipse e) { e.R1 /= 2; e.R2 *= 2; }
Circle c = new Circle(new PointF(3.0f, 0), 5.0f);
Flatten(c);