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詳細(xì)介紹C# 泛型

 更新時(shí)間：2020年08月15日 15:32:49   作者：haokangfan  
這篇文章主要介紹了C# 泛型的相關(guān)資料，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)C#，感興趣的朋友可以了解下

　　　　在C#開(kāi)發(fā)中，必不可少的要用到泛型。泛型是.NET2.0版本就有的，它廣泛應(yīng)用于C#框架中容器的使用中。下面我們來(lái)詳細(xì)介紹一下。

　　一、泛型的主要優(yōu)勢(shì)

　　　　1.性能更高。

　　　　2.類(lèi)型更安全。

　　　　3.代碼更多的重用和擴(kuò)展性。

　　二、泛型的基本使用

　　　　泛型的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是性能，我們來(lái)看下面的例子：

static void Main(string[] args)
  {
   //不是泛型的集合類(lèi)
   ArrayList list = new ArrayList();
   //添加一個(gè)值類(lèi)型 裝箱操作
   list.Add(12);
   //去除第一個(gè)元素12 拆箱操作
   int num = (int)list[0];
   Console.WriteLine(num);
   Console.WriteLine("執(zhí)行結(jié)束");
   Console.ReadKey();
  }

元數(shù)據(jù)中ArrayList類(lèi)的Add方法

//
  // 摘要:
  //  將對(duì)象添加到 System.Collections.ArrayList 的結(jié)尾處。
  //
  // 參數(shù):
  // value:
  //  要添加到 System.Collections.ArrayList 末尾的 System.Object。該值可以為 null。
  //
  // 返回結(jié)果:
  //  value 已添加的 System.Collections.ArrayList 索引。
  //
  // 異常:
  // T:System.NotSupportedException:
  //  The System.Collections.ArrayList is read-only.-or- The System.Collections.ArrayList
  //  has a fixed size.
  public virtual int Add(object value);

　　　　相信大家都知道，裝箱拆箱是比較損耗性能的，在執(zhí)行add方法是， 把值類(lèi)型轉(zhuǎn)換成引用類(lèi)型(裝箱)，取出來(lái)時(shí)在去拆箱，那怎么樣才能避免這種情況發(fā)生呢？

再來(lái)看下面代碼：

//泛型集合類(lèi)
   List<int> list = new List<int>();
   list.Add(12);
   int num = list[0];
   Console.WriteLine(num);
   Console.WriteLine("執(zhí)行結(jié)束");
   Console.ReadKey();

　　　　這個(gè)時(shí)候，代碼并沒(méi)有發(fā)生裝箱拆箱操作。

元數(shù)據(jù)中List類(lèi)的Add方法

//
  // 摘要:
  //  將對(duì)象添加到 System.Collections.Generic.List`1 的結(jié)尾處。
  //
  // 參數(shù):
  // item:
  //  要添加到 System.Collections.Generic.List`1 末尾的對(duì)象。對(duì)于引用類(lèi)型，該值可以為 null。
  public void Add(T item);

　　　　代碼寫(xiě)到這里時(shí)，我們只是創(chuàng)建了一個(gè)List泛型集合，你可能還感覺(jué)不到泛型優(yōu)勢(shì)到底在哪里，你也可能不知道泛型到底是怎么用的。好,下面我們寫(xiě)個(gè)測(cè)試還有自己實(shí)際應(yīng)用的例子。

測(cè)試arraylist和list集合的性能

static void Main(string[] args)
  {
   //不是泛型的集合類(lèi)
   ArrayList arylist = new ArrayList();
   //添加一個(gè)值類(lèi)型 裝箱操作

   //泛型集合類(lèi)
   List<int> list = new List<int>();


   //計(jì)時(shí)類(lèi)
   Stopwatch watch = new Stopwatch();
   watch.Start();//開(kāi)始計(jì)時(shí)
   for (int i = 0; i < 10000000; i++)
   {
    arylist.Add(i);
   }
   watch.Stop();
   Console.WriteLine("Arraylist用時(shí)："+watch.ElapsedMilliseconds);

   Stopwatch watch1 = new Stopwatch();
   watch1.Start();//開(kāi)始計(jì)時(shí)
   for (int i = 0; i < 10000000; i++)
   {
    list.Add(i);

   }
   watch1.Stop();
   Console.WriteLine("list用時(shí)：" + watch1.ElapsedMilliseconds);
   Console.WriteLine("執(zhí)行結(jié)束");
   Console.ReadKey();
  }

　　　　執(zhí)行結(jié)果：

　　　　以上的例子中，可以看出在計(jì)時(shí)的過(guò)程中代碼寫(xiě)的重復(fù)了， 怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢， 泛型要排上用場(chǎng)了。

　　　　我們想一下，相同的操作（都是循環(huán)添加元素，計(jì)算用時(shí)）用同一個(gè)方法實(shí)現(xiàn)不就ok了，只不過(guò)這個(gè)方法是泛型的（可以接受ArrayList,也可以接受List），下面我們來(lái)寫(xiě)一下這個(gè)方法?！　?/p> 

//我們用T來(lái)代表泛型
  public static long GetTime<T>(T t)
  {
   Stopwatch watch = new Stopwatch();
   watch.Start();//開(kāi)始計(jì)時(shí)
   for (int i = 0; i < 10000000; i++)
   {
    t.Add(i);
   }
   watch.Stop();
   return watch.ElapsedMilliseconds;
  }

　　　　但是問(wèn)題來(lái)了， 這里并沒(méi)有Add方法讓我們使用啊。 我們的思路是把這個(gè)T在調(diào)用時(shí)可以當(dāng)作ArrayList類(lèi)型， 也可以當(dāng)作List類(lèi)型，這里就設(shè)計(jì)到了泛型約束。

　　三、泛型約束

　　　　如果使用泛型時(shí)， 想要調(diào)用這個(gè)泛型類(lèi)型中的方法， 那么就需要添加約束。泛型約束主要有以下幾種：

約束 說(shuō)明
where T:struct 對(duì)于結(jié)構(gòu)的約束， T必須是值類(lèi)型
where T:class T必須是引用類(lèi)型
where T:ITest T必須實(shí)現(xiàn)了ITest接口
where T:Test T必須繼承基類(lèi)Test
where T:new() T必須有默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)
where T:T2 T派生自泛型類(lèi)型T2，也稱(chēng)為裸類(lèi)型約束

我們接著上個(gè)泛型方法來(lái)修改，ArrayList和List都實(shí)現(xiàn)了接口IList ， 這個(gè)時(shí)候我們加上這個(gè)接口約束;

//我們用T來(lái)代表泛型
  public static long GetTime<T>(T t)where T:IList
  {
   Stopwatch watch = new Stopwatch();
   watch.Start();//開(kāi)始計(jì)時(shí)
   for (int i = 0; i < 10000000; i++)
   {
    t.Add(i);
   }
   watch.Stop();
   return watch.ElapsedMilliseconds;
  }

調(diào)用結(jié)果:

　　　　代碼寫(xiě)到這里時(shí)，相信你已經(jīng)對(duì)泛型有所了解了，但是真要應(yīng)用到自己以后的邏輯編程中時(shí)，一定要善于總結(jié)：相同類(lèi)型的相同方法，或者業(yè)務(wù)邏輯相同，只有某個(gè)判斷不同時(shí)，可以用上泛型，不僅高效還代碼量小。

　　四、應(yīng)用場(chǎng)景示范

　　　　在我們的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，數(shù)據(jù)庫(kù)的增刪改查肯定是少不了的， 在這里我們用泛型來(lái)定義增刪改查的泛型類(lèi)。 之后建立一個(gè)用戶(hù)表（實(shí)際應(yīng)用中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中表結(jié)構(gòu)），數(shù)據(jù)庫(kù)中每一個(gè)表都可以用泛型類(lèi)中定義的方法， 不需要每一個(gè)都寫(xiě)增刪改查操作，也是面向?qū)ο缶幊痰囊环N思想：

public class BaseDal<T>where T:class ,new ()
 {
  //以下是增刪查改示范
  public void Query(int id) {
   Console.WriteLine(typeof(T).Name+"查詢(xún)方法,id="+id);
  }
  
  public void Update(T t) {

   Console.WriteLine(typeof(T).Name+"更新方法");
  }
  public void Delete(T t)
  {
   Console.WriteLine(typeof(T).Name + "刪除方法");
  }

  public void Add(T t) {
   Console.WriteLine(typeof(T).Name + "添加方法");
  }
 }
public class User
 {
  public int Id { get; set; }
  public string Name { get; set; }
 }

調(diào)用示范

BaseDal<User> dal = new BaseDal<User>();
   var user = new User()
   {
    Id = 0,
    Name = "用戶(hù)1"
   };
   dal.Add(user);
   dal.Query(0);
   user.Name = "用戶(hù)11";
   dal.Update(user);
   dal.Delete(user);

   Console.ReadKey();

　　五、泛型的協(xié)變和抗變

　　　　協(xié)變和抗變主要是對(duì)參數(shù)和返回值的類(lèi)型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在.NET4之后可以通過(guò)協(xié)變和抗變?yōu)榉盒徒涌诨蜻@泛型委托添加這個(gè)擴(kuò)展。

　　　　現(xiàn)在我們寫(xiě)倆個(gè)類(lèi)Shape(形狀)、Rectangle(矩形類(lèi))，Rectangle派生自Shape，寫(xiě)一個(gè)方法public static Rectangle GetRec() ;這個(gè)時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)， 方法的泛型類(lèi)型是抗變的， 就是我返回一個(gè)類(lèi)型為Rectangle但是我可以用Shape來(lái)接收， 但泛型在NET4.0之前不支持這個(gè)方式， 泛型在NET4.0之后提供了支持泛型接口和泛型委托的協(xié)變和抗變。

普通方法抗變代碼說(shuō)明

//形狀
 public class Shape
 {
  public double Width { get; set; }
  public double Height { get; set; }

  public override string ToString()
  {
   return string.Format("width:{0},height:{1}",Width,Height);
  }
 }

 //矩形
 public class Rectangle : Shape {

 }

///-----------------------------------方法與調(diào)用

public static Rectangle GetRec() {
   return new Rectangle();
  }
 Shape s = GetRec();
   Console.ReadKey();

　　　　1、泛型接口的協(xié)變

　　　　　　泛型接口在類(lèi)型T前加上out關(guān)鍵字，這個(gè)時(shí)候泛型接口就是協(xié)變的，也就意味著返回類(lèi)型只能是T。 直接看代碼：

//泛型接口的協(xié)變
 public interface IIndex<out T>
 {
  T GetT(int index);
  int Count { get; }
 }


 public class RecCollection : IIndex<Rectangle>
 {
  private Rectangle[] data = new Rectangle[2] {
   new Rectangle() { Width=10,Height=20 },
   new Rectangle() {Width=20,Height=30 }
  };


  public int Count
  {
   get
   {
    return data.Count();
   }
  }

  public Rectangle GetT(int index)
  {
   return data[index];
  }
 }
//調(diào)用   
  Shape s1 = new RecCollection().GetT(1);
   Console.WriteLine(s1.ToString());

   IIndex<Rectangle> rec = new RecCollection();
   IIndex<Shape> shapes = rec;
   for (int i = 0; i < shapes.Count; i++)
   {
    Console.WriteLine(shapes.GetT(i));
   }
   Console.ReadKey();

以上代碼可以看出， 我們把泛型接口的泛型定義為矩形(Rectangle)， 但是在接受的時(shí)候可以用基類(lèi)(Shape) ,在這里實(shí)現(xiàn)了協(xié)變。

　　　　　　2.泛型接口的抗變

　　　　　　　　如果泛型類(lèi)型用in關(guān)鍵字標(biāo)注，那么這個(gè)泛型接口就是抗變的，這樣，接口只能把泛型類(lèi)型T用作其方法的輸入。

//泛型接口的抗變
 public interface IDisplay<in T>
 {
  void Show(T item);
 }

 public class ShapeDisplay : IDisplay<Shape>
 {
  public void Show(Shape item)
  {
   Console.WriteLine(item);
  }
 }
//-------------------------以下調(diào)用------
　　Rectangle recs = new Rectangle() { Width=100,Height=200};
　　IDisplay<Shape> shapeDisplay = new ShapeDisplay();
　　shapeDisplay.Show(recs);

　　IDisplay<Rectangle> recDisplay = shapeDisplay;
　　recDisplay.Show(recs);
　　Console.ReadKey();

以上代碼可以看出泛型也是支持抗變和協(xié)變的。

　　　　六、總結(jié)

　　　　　　泛型是C#語(yǔ)言發(fā)展帶來(lái)的新方法，以上例子只是簡(jiǎn)單的運(yùn)用，希望大家能通過(guò)以上例子有所啟發(fā)，能在項(xiàng)目中更好的使用泛型。以上還有泛型緩存沒(méi)有說(shuō)到，大家有興趣可以找下資料，今天就到這里吧， 沒(méi)有說(shuō)到的還有不好的地方， 歡迎大家指正！

以上就是詳細(xì)介紹C# 泛型的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C# 泛型的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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