C#11引入了许多新的功能，其中包括泛型数学支持。这些功能旨在简化数学计算和操作，提高代码可读性和可维护性。下面将分别介绍其中的四个功能。

静态虚拟接口成员（Static Virtual Members in Interfaces）

在C#11中，接口可以定义静态虚拟成员。这些成员可以在实现接口的类中被重写，而不需要实现接口的类继承一个基类或使用模式来模拟虚拟静态方法。以下是一个示例：

public interface ICalculator
{
    static virtual int Add(int a, int b) => a + b;
}

public class MyCalculator : ICalculator
{
    static override int Add(int a, int b) => a * b;
}

在这个示例中，接口 ICalculator 定义了一个静态虚拟方法 Add。类 MyCalculator 实现了 ICalculator 接口，并重写了 Add 方法。在这个例子中，重写后的 Add 方法将执行乘法运算，而不是加法运算。

已检查的用户定义的运算符（Checked User-Defined Operators）

在C#11中，用户定义的算术运算符可以标记为 checked，以确保在执行运算时不会出现溢出。以下是一个示例：

public struct MyNumber
{
    private readonly int _value;

    public MyNumber(int value)
    {
        _value = value;
    }

    public static checked MyNumber operator +(MyNumber a, MyNumber b)
    {
        return new MyNumber(checked(a._value + b._value));
    }
}

在这个示例中，我们定义了一个 MyNumber 结构体，并实现了一个带有 checked 标记的加法运算符。这确保了在执行加法运算时，不会发生溢出。

宽松移位运算符（Relaxed Shift Operators）

在C#11中，左移和右移运算符（<< 和 >>）不再需要左侧的操作数是整数类型。这意味着现在可以将浮点数左移或右移，而不需要将其转换为整数类型。以下是一个示例：

float x = 5.5f;
int y = 2;

float result = x << y;
Console.WriteLine(result); // 输出 22.0

在这个示例中，我们将一个浮点数 x 左移了两个位置，结果为 22.0。

无符号右移运算符（Unsigned Right-Shift Operator）

在C#11中，新增了一个无符号右移运算符（>>>）。这个运算符可以将无符号整数右移，而不会在左侧插入符号位。以下是一个示例：

uint x = 0b1001_0000;
uint y = x >>> 4;
Console.WriteLine(Convert.ToString(y, 2)); // 输出 1001

在这个示例中，我们将无符号整数 x 右移了四个位置，结果为 1001。

泛型算术操作

在C#11中，泛型类型可以直接支持算术操作符，而不需要显式地重载这些操作符。这样可以大大简化代码，同时提高了代码的可读性和可维护性。以下是一个示例：

public class Calculator<T>
{
    public T Add(T a, T b) => (dynamic)a + b;
    public T Subtract(T a, T b) => (dynamic)a - b;
    public T Multiply(T a, T b) => (dynamic)a * b;
    public T Divide(T a, T b) => (dynamic)a / b;
}

var calculator = new Calculator<int>();
var result = calculator.Add(1, 2);
Console.WriteLine(result); // 输出 3

var calculator2 = new Calculator<double>();
var result2 = calculator2.Multiply(3.5, 2);
Console.WriteLine(result2); // 输出 7.0

在这个示例中，我们定义了一个 Calculator<T> 类，它使用动态类型进行算术计算。这个类可以支持任何支持算术操作符的泛型类型，包括整数、浮点数、分数等。

总结

C#11中的泛型数学支持为开发人员提供了更加便捷的数学操作，不仅可以大大减少代码的数量，同时也能提高代码的可读性和可维护性。这些新功能包括静态虚拟成员、checked运算符、relaxed移位运算符和无符号右移运算符，同时也提供了直接支持算术操作符的泛型类型。这些功能可以让我们更加轻松地处理数学计算和操作，从而实现更高效的编码。