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<div style='display: inline'> <h1 style='font-family: Malgun Gothic, Consolas; font-size: 20pt; color: #006699; text-align: center; font-weight: bold'>.NET 6 Preview 7에 추가된 숫자 형식에 대한 제네릭 연산 지원</h1> <p> <strong>(2022-07-15 업데이트) 이 기능은 C# 11에 포함될 예정이고, .NET 7 환경을 필요로 합니다.</strong><br /> <br /> <hr style='width: 50%' /><br /> .NET 6에 다음과 같은 기능이 추가되었다고 합니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > Preview Features in .NET 6 – Generic Math ; <a target='tab' href='https://devblogs.microsoft.com/dotnet/preview-features-in-net-6-generic-math/'>https://devblogs.microsoft.com/dotnet/preview-features-in-net-6-generic-math/</a> </pre> <br /> 이 기능에 대한 요청은 오래전부터 있었다는데, 아마도 근래의 딥러닝으로 인한 수학 라이브러리가 점점 더 중요성이 대두되면서 더 이상 버틸 수 없어 내놓게 된 것이 아닌가... 예상이 되는데요. ^^<br /> <br /> 이에 대한 의미를 느끼기 위해 간단하게 예를 하나 들어볼까요? ^^<br /> <br /> 가령, 여러분들이 다음과 같이 List를 생성했을 때, 이에 대한 합계를 구하는 코드를 제네릭 메서드로 만들고 싶다고 가정해 보겠습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; class Program { static void Main(string[] args) { List<int> list = new List<int>(); <span style='color: blue; font-weight: bold'>list.AddRange(new[] { 1, 2, 3 });</span> Console.WriteLine(<span style='color: blue; font-weight: bold'>list.합계()</span>); } } public static class MyLinqExtension { <span style='color: blue; font-weight: bold'>public static T 합계<T>(this IEnumerable<T> arg) { T sum = default; foreach (T item in arg) { sum = sum + item; // 컴파일 오류 } return sum; }</span> } </pre> <br /> 아쉽게도 위의 코드는 "sum = sum + item" 코드에서 다음과 같은 컴파일 오류가 발생합니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > error CS0019: Operator '+' cannot be applied to operands of type 'T' and 'T' </pre> <br /> 왜냐하면, 해당 T 타입은 더하기 연산을 지원하는 타입이 아닐 수도 있기 때문입니다. 즉, .NET 5 이전까지는 T 인스턴스가 숫자형 타입이라고 강제할 수 있는 어떠한 방법도 제공되지 않았습니다.<br /> <br /> <hr style='width: 50%' /><br /> <br /> 아니, 그렇다면 기존의 IEnumerable<T>에 있던 Sum은 뭡니까?<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > List<int> list = new List<int>(); list.AddRange(new[] { 1, 2, 3 }); Console.WriteLine(<span style='color: blue; font-weight: bold'>list.Sum()</span>); </pre> <br /> 사실 위의 코드 이면에는 마이크로소프트의 눈물겨운 노력이 있었습니다. 즉, 위의 코드를 가능하게 하도록 각각의 숫자형 타입마다 동일한 이름의 확장 메서드를 제공하는 방식으로 구현을 했었습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > public static class Enumerable { public static int Sum(this IEnumerable<int> source); public static int? Sum(this IEnumerable<int?> source); public static long Sum(this IEnumerable<long> source); public static long? Sum(this IEnumerable<long?> source); public static float Sum(this IEnumerable<float> source); public static float? Sum(this IEnumerable<float?> source); public static double Sum(this IEnumerable<double> source); public static double? Sum(this IEnumerable<double?> source); public static decimal Sum(this IEnumerable<decimal> source); public static decimal? Sum(this IEnumerable<decimal?> source); } </pre> <br /> 심지어 selector를 인자로 받는 또 다른 Sum 메서드까지 합치면,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > public static int Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, int> selector) public static int? Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, int?> selector) public static long Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, long> selector) public static long? Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, long?> selector) public static float Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, float> selector) public static float? Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, float?> selector) public static double Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, double> selector) public static double? Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, double?> selector) public static decimal Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, decimal> selector) public static decimal? Sum<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, decimal?> selector) </pre> <br /> 기능 하나당 10개의 메서드를 지겹게 구현했던 것입니다. 바로 이러한 중복 문제를, .NET 6에 새롭게 추가된 인터페이스들로 인해 해결할 수 있습니다.<br /> <br /> <table style='border: 1px solid gray'> <thead> <tr> <th>Operator Interface Name</th> <th>Summary</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>IParseable</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="typ">Parse</span><span class="pun">(</span><span class="kwd">string</span><span class="pun">,</span><span class="pln"> </span><span class="typ">IFormatProvider</span><span class="pun">)</span></code></td> </tr> <tr> <td>ISpanParseable</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="typ">Parse</span><span class="pun">(</span><span class="typ">ReadOnlySpan</span><span class="str"><char></span><span class="pun">,</span><span class="pln"> </span><span class="typ">IFormatProvider</span><span class="pun">)</span></code></td> </tr> <tr> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>IAdditionOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">+</span><span class="pln"> y</span></code></td> </tr> <tr> <td>IBitwiseOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">&</span><span class="pln"> y</span></code>, <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">|</span><span class="pln"> y</span></code>, <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">^</span><span class="pln"> y</span></code>, and <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pun">~</span><span class="pln">x</span></code></td> </tr> <tr> <td>IComparisonOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun"><</span><span class="pln"> y</span></code>, <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">></span><span class="pln"> y</span></code>, <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun"><=</span><span class="pln"> y</span></code>, and <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">>=</span><span class="pln"> y</span></code></td> </tr> <tr> <td>IDecrementOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pun">--</span><span class="pln">x</span></code> and <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x</span><span class="pun">--</span></code></td> </tr> <tr> <td class="">IDivisionOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">/</span><span class="pln"> y</span></code></td> </tr> <tr> <td>IEqualityOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">==</span><span class="pln"> y</span></code> and <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">!=</span><span class="pln"> y</span></code></td> </tr> <tr> <td>IIncrementOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pun">++</span><span class="pln">x</span></code> and <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x</span><span class="pun">++</span></code></td> </tr> <tr> <td>IModulusOperators</td> <td class=""><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">%</span><span class="pln"> y</span></code></td> </tr> <tr> <td>IMultiplyOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">*</span><span class="pln"> y</span></code></td> </tr> <tr> <td>IShiftOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun"><<</span><span class="pln"> y</span></code> and <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">>></span><span class="pln"> y</span></code></td> </tr> <tr> <td>ISubtractionOperators</td> <td class=""><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">x </span><span class="pun">-</span><span class="pln"> y</span></code></td> </tr> <tr> <td>IUnaryNegationOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pun">-</span><span class="pln">x</span></code></td> </tr> <tr> <td>IUnaryPlusOperators</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pun">+</span><span class="pln">x</span></code></td> </tr> <tr> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>IAdditiveIdentity</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pun">(</span><span class="pln">x </span><span class="pun">+</span><span class="pln"> T</span><span class="pun">.</span><span class="typ">AdditiveIdentity</span><span class="pun">)</span><span class="pln"> </span><span class="pun">==</span><span class="pln"> x</span></code></td> </tr> <tr> <td>IMinMaxValue</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">T</span><span class="pun">.</span><span class="typ">MinValue</span></code> and <code class=" prettyprinted" style=""><span class="pln">T</span><span class="pun">.</span><span class="typ">MaxValue</span></code></td> </tr> <tr> <td>IMultiplicativeIdentity</td> <td><code class=" prettyprinted" style=""><span class="pun">(</span><span class="pln">x </span><span class="pun">*</span><span class="pln"> T</span><span class="pun">.</span><span class="typ">MultiplicativeIdentity</span><span class="pun">)</span><span class="pln"> </span><span class="pun">==</span><span class="pln"> x</span></code></td> </tr> <tr> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>IBinaryFloatingPoint</td> <td>Members common to binary floating-point types</td> </tr> <tr> <td>IBinaryInteger</td> <td>Members common to binary integer types</td> </tr> <tr> <td>IBinaryNumber</td> <td>Members common to binary number types</td> </tr> <tr> <td>IFloatingPoint</td> <td>Members common to floating-point types</td> </tr> <tr> <td>INumber</td> <td>Members common to number types</td> </tr> <tr> <td>ISignedNumber</td> <td>Members common to signed number types</td> </tr> <tr> <td>IUnsignedNumber</td> <td>Members common to unsigned number types</td> </tr> </tbody> </table> <br /> 결국, .NET 6에선 기존 숫자형 타입들에 대해 위에서 정의한 인터페이스를 반영했는데요, 일례로 Int32는 다음과 같이 바뀐 것을 볼 수 있습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > public readonly struct Int32 : IComparable, IComparable<int>, IConvertible, IEquatable<int>, ISpanFormattable, IFormattable, <span style='color: blue; font-weight: bold'>IBinaryInteger<int>, IBinaryNumber<int>, IBitwiseOperators<int, int, int>, INumber<int>, IAdditionOperators<int, int, int>, IAdditiveIdentity<int, int>, IComparisonOperators<int, int>, IEqualityOperators<int, int>, IDecrementOperators<int>, IDivisionOperators<int, int, int>, IIncrementOperators<int>, IModulusOperators<int, int, int>, IMultiplicativeIdentity<int, int>, IMultiplyOperators<int, int, int>, IParseable<int>, ISpanParseable<int>, ISubtractionOperators<int, int, int>, IUnaryNegationOperators<int, int>, IUnaryPlusOperators<int, int>, IShiftOperators<int, int>, IMinMaxValue<int>, ISignedNumber<int></span> { //... } </pre> <br /> 따라서 이제 처음에 우리가 만들었던 "합계" 메서드도 다음과 같이 간단하게 구현할 수 있고,<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > public static T 합계<T>(this IEnumerable<T> arg) where T : <span style='color: blue; font-weight: bold'>INumber<T></span> { T sum = <span style='color: blue; font-weight: bold'>T.Zero</span>; foreach (T item in arg) { sum = sum + item; } return sum; } </pre> <br /> 원하는 만큼 관련 기능을 이런 식으로 추가할 수 있습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > List<int> list = new List<int>(); list.AddRange(new[] { 1, 2 }); Console.WriteLine(<span style='color: blue; font-weight: bold'>list.합계()</span>); Console.WriteLine(<span style='color: blue; font-weight: bold'>list.산술평균()</span>); public static float 산술평균<T>(this IEnumerable<T> arg) <span style='color: blue; font-weight: bold'>where T : INumber<T></span> { return 산술평균<T, float>(arg); } public static TResult 산술평균<T, TResult>(this IEnumerable<T> arg) <span style='color: blue; font-weight: bold'>where T : INumber<T> where TResult : INumber<TResult></span> { return TResult.Create(arg.합계()) / TResult.Create(arg.Count()); } </pre> <br /> 대충 느낌 아시겠죠? ^^<br /> <br /> (<a target='tab' href='https://www.sysnet.pe.kr/bbs/DownloadAttachment.aspx?fid=1842&boardid=331301885'>첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함</a>합니다.)<br /> <br /> 현재 Visual Studio 2022 Preview 3.0에서 C# 10 Preview와 <a target='tab' href='https://www.nuget.org/packages/System.Runtime.Experimental'>System.Runtime.Experimental</a> 어셈블리를 참조 추가한 .NET 6 대상의 프로젝트면 위의 코드를 테스트하는 것이 가능하며, 이는 csproj의 내용에 다음의 설정 3가지를 추가하는 것과 같습니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > <Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk"> <PropertyGroup> <OutputType>Exe</OutputType> <span style='color: blue; font-weight: bold'><TargetFramework>net6.0</TargetFramework></span> <Nullable>enable</Nullable> <span style='color: blue; font-weight: bold'><LangVersion>preview</LangVersion></span> </PropertyGroup> <ItemGroup> <span style='color: blue; font-weight: bold'><PackageReference Include="System.Runtime.Experimental" Version="6.0.0-preview.7.21377.19" /></span> </ItemGroup> </Project> </pre> <br /> <hr style='width: 50%' /><br /> <br /> 참고로, 위에서 구현한 산술평균 메서드를 IDivisionOperators 인터페이스를 이용해 다음과 같이 구현하는 것도 가능합니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > public static TResult ArithmeticMean<T, TResult>(this IEnumerable<T> arg) where T : INumber<T>, IDivisionOperators<T, int, TResult> where TResult : INumber<TResult> { return arg.합계() / arg.Count(); } </pre> <br /> 하지만, 이것의 반환 값을 float이나 double 등의 값으로 바꾸는 경우에는 호출 시 다음과 같은 오류가 발생합니다.<br /> <br /> <pre style='margin: 10px 0px 10px 10px; padding: 10px 0px 10px 10px; background-color: #fbedbb; overflow: auto; font-family: Consolas, Verdana;' > // 컴파일 오류 // error CS0315: The type 'int' cannot be used as type parameter 'T' in the generic type or method 'MyLinqExtension.ArithmeticMean<T>(IEnumerable<T>)'. There is no boxing conversion from 'int' to 'System.IDivisionOperators<int, int, float>'. Console.WriteLine(list.ArithmeticMean()); public static <span style='color: blue; font-weight: bold'>float</span> ArithmeticMean<T>(this IEnumerable<T> arg) where T : INumber<T>, IDivisionOperators<<span style='color: blue; font-weight: bold'>T, int, float</span>> { return ArithmeticMean<T, float>(arg); } </pre> <br /> 왜냐하면, Int32 타입은 명시적으로 IDivisionOperators<int, int, int> 인터페이스를 상속받기 때문에 위와 같이 TResult의 타입을 float으로 주는 경우 형변환 오류가 발생하는 것입니다. 마이크로소프트도 아마 저 문제를 인식했기 때문에 이를 우회하기 위해 INumber<T>.Create 메서드를 제공하게 된 것이 아닌가... 추측해 봅니다. ^^<br /> </p><br /> <br /><hr /><span style='color: Maroon'>[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]</span> </div>
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