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C# 泛型的簡(jiǎn)單理解(安全、集合、方法、約束、繼承)分享

更新時(shí)間：2013年10月24日 15:28:45 作者：

這篇文章介紹了C# 泛型的簡(jiǎn)單理解(安全、集合、方法、約束、繼承)，有需要的朋友可以參考一下

前言

泛型允許你在編譯時(shí)實(shí)現(xiàn)類型安全。它們?cè)试S你創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而不限于一特定的數(shù)據(jù)類型。然而，當(dāng)使用該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，編譯器保證它使用的類型與類型安全是相一致的。泛型提供了類型安全,但是沒(méi)有造成任何性能損失和代碼臃腫。在這方面，它們很類似于C++中的模板，不過(guò)它們?cè)趯?shí)現(xiàn)上是很不同的。

使用泛型集合

.NET 2.0的System.Collections.Generics 命名空間包含了泛型集合定義。各種不同的集合/容器類都被"參數(shù)化"了。為使用它們,只需簡(jiǎn)單地指定參數(shù)化的類型即可。

復(fù)制代碼代碼如下:

ArrayList array = new ArrayList();
            array.Add(3);
            array.Add(4);
            array.Add(5.0);
            int total = 0;
            foreach (int val in array)
            {
                total = total + val;
            }
            Console.WriteLine("Total is {0}", total);

這段代碼編譯肯定沒(méi)問(wèn)題的，不過(guò)在運(yùn)行的時(shí)候就會(huì)報(bào)錯(cuò)。因?yàn)樵趂oreach哪里定義的都是int，而在添加的是5.0很明顯是個(gè)double類型的。

復(fù)制代碼代碼如下:

List<int> aList = new List<int>();
            aList.Add(3);
            aList.Add(4);
            //aList.Add(5.0);
            int totalList = 0;
            foreach(int val in aList)
            {
                totalList = totalList + val;
            }
            Console.WriteLine("Total is {0}", totalList);

這段代碼其實(shí)也沒(méi)什么問(wèn)題，如果把注釋的哪一行的注釋去掉，那么在編譯的時(shí)候就直接報(bào)錯(cuò)了，因?yàn)榫幾g器指出它不能發(fā)送值5.0到方法Add(),因?yàn)樵摲椒▋H接受int型。

不同于ArrayList,這里的代碼實(shí)現(xiàn)了類型安全。

CLR對(duì)于泛型的支持

泛型不僅是一個(gè)語(yǔ)言級(jí)上的特征。.NET CLR能識(shí)別出泛型。在這種意義上說(shuō),泛型的使用是.NET中最為優(yōu)秀的特征之一。對(duì)每個(gè)用于泛型化的類型的參數(shù)，類也同樣沒(méi)有脫離開微軟中間語(yǔ)言(MSIL)。換句話說(shuō),你的配件集僅包含你的參數(shù)化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或類的一個(gè)定義，而不管使用多少種不同的類型來(lái)表達(dá)該參數(shù)化的類型。例如,如果你定義一個(gè)泛型類型MyList＜T＞，僅僅該類型的一個(gè)定義出現(xiàn)在MSIL中。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí),不同的類被動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建,每個(gè)類對(duì)應(yīng)該參數(shù)化類型的一種類型。如果你使用MyList＜int＞和MyList＜double＞，有兩種類即被創(chuàng)建。

接下來(lái)創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的泛型類

復(fù)制代碼代碼如下:

public class MyList<T>
    {
        private static int objCount = 0;
        public MyList()
        {
            objCount++;
        }

        public int Count
        {
            get { return objCount; }
        }
    }

該例中，我創(chuàng)建了一個(gè)稱為MyList泛型類。為把它參數(shù)化，我簡(jiǎn)單地插入了一個(gè)尖括號(hào)。在＜＞內(nèi)的T代表了實(shí)際的當(dāng)使用該類時(shí)要指定的類型。在MyList類中，定義了一個(gè)靜態(tài)字段objCount。我在構(gòu)造器中增加它的值。因此我能發(fā)現(xiàn)使用我的類的用戶共創(chuàng)建了多少個(gè)那種類型的對(duì)象。屬性Count返回與被調(diào)用的實(shí)例同類型的實(shí)例的數(shù)目。

復(fù)制代碼代碼如下:

public class SampleClass
{

}

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyList<int> myIntList=new MyList<int>();
            MyList<int> myIntList2=new MyList<int>();
            MyList<double> myDoubleList=new MyList<double>();
            MyList<SampleClass> mySampleList=new MyList<SampleClass>();

            Console.WriteLine(myIntList.Count);
            Console.WriteLine(myIntList2.Count);
            Console.WriteLine(myDoubleList.Count);
            Console.WriteLine(mySampleList.Count);
            Console.WriteLine(new MyList<SampleClass>().Count);
            Console.ReadLine();
        }
    }

在Main()方法,我創(chuàng)建了MyList＜int＞的兩個(gè)實(shí)例，一個(gè)MyList＜double＞的實(shí)例，還有兩個(gè)MyList＜SampleClass＞的實(shí)例--其中SampleClass是我已定義了的類。問(wèn)題是:Count(上面的程序的輸出)的值該是多少？在你繼閱讀之前，試一試回答這個(gè)問(wèn)題。

前面兩個(gè)2對(duì)應(yīng)MyList＜int＞，第一個(gè)1對(duì)應(yīng)MyList＜double＞，第二個(gè)1對(duì)應(yīng)MyList＜SampleClass＞--在此，僅創(chuàng)建一個(gè)這種類型的實(shí)例。最后一個(gè)2對(duì)應(yīng)MyList＜SampleClass＞，因?yàn)榇a中又創(chuàng)建了這種類型的另外一個(gè)實(shí)例。上面的例子說(shuō)明MyList＜int＞是一個(gè)與MyList＜double＞不同的類，而MyList＜double＞又是一個(gè)與MyList＜SampleClass＞不同的類。因此，在這個(gè)例中,我們有四個(gè)類：MyList: MyList＜T＞，MyList＜int＞，MyList＜double＞和MyList＜X＞。注意，雖然有4個(gè)MyList類，但僅有一個(gè)被存儲(chǔ)在MSIL。怎么能證明這一點(diǎn)？請(qǐng)看下圖顯示出的使用工具ildasm.exe生成的MSIL代碼。

泛型方法

除了有泛型類，你也可以有泛型方法。泛型方法可以是任何類的一部分。

復(fù)制代碼代碼如下:

public static void Copy<T>(List<T> source, List<T> destination)
        {
            foreach (T obj in source)
            {
                destination.Add(obj);
            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            List<int> lst1 = new List<int>();
            lst1.Add(2);
            lst1.Add(4);
            List<int> lst2 = new List<int>();
            Copy(lst1, lst2);
            Console.WriteLine(lst2.Count);
            Console.ReadLine();
        }

Copy()方法就是一個(gè)泛型方法，它與參數(shù)化的類型T一起工作。當(dāng)在Main()中激活Copy()時(shí)，編譯器根據(jù)提供給Copy()方法的參數(shù)確定出要使用的具體類型。

約束機(jī)制及其優(yōu)點(diǎn)

一個(gè)泛型類允許你寫自己的類而不必拘泥于任何類型，但允許你的類的使用者以后可以指定要使用的具體類型。通過(guò)對(duì)可能會(huì)用于參數(shù)化的類型的類型施加約束，這給你的編程帶來(lái)很大的靈活性--你可以控制建立你自己的類。讓我們分析一個(gè)例子：

復(fù)制代碼代碼如下:

        public static T Max<T>(T op1, T op2) 
        {
            if (op1.CompareTo(op2) < 0)
                 return op1;
            return op2;
        }

編譯代碼將會(huì)有一個(gè)錯(cuò)誤。

假定我需要這種類型以支持CompareTo()方法的實(shí)現(xiàn)。我能夠通過(guò)加以約束--為參數(shù)化類型指定的類型必須要實(shí)現(xiàn)IComparable接口--來(lái)指定這一點(diǎn)。

復(fù)制代碼代碼如下:

        public static T Max<T>(T op1, T op2)where T:IComparable
        {
            if (op1.CompareTo(op2) < 0)
                 return op1;
            return op2;
        }

好了，我指定的約束是，用于參數(shù)化類型的類型必須繼承自(實(shí)現(xiàn))Icomparable。現(xiàn)在可以編譯成功，并且調(diào)用了。

下面的約束是可以使用的：

　　where T : struct 類型必須是一種值類型(struct)

　　where T : class 類型必須是一種引用類型(class)

　　where T : new() 類型必須有一個(gè)無(wú)參數(shù)的構(gòu)造器

　　where T : class_name 類型可以是class_name或者是它的一個(gè)子類

　　where T : interface_name 類型必須實(shí)現(xiàn)指定的接口

　　你可以指定約束的組合，就象: where T : IComparable, new()。這就是說(shuō)，用于參數(shù)化類型的類型必須實(shí)現(xiàn)Icomparable接口并且必須有一個(gè)無(wú)參構(gòu)造器。

繼承與泛型

一個(gè)使用參數(shù)化類型的泛型類，象MyClass1＜T＞，稱作開放結(jié)構(gòu)的泛型。一個(gè)不使用參數(shù)化類型的泛型類，象MyClass1＜int＞,稱作封閉結(jié)構(gòu)的泛型。

你可以從一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)的泛型進(jìn)行派生；也就是說(shuō)，你可以從另外一個(gè)稱為MyClass1的類派生一個(gè)稱為MyClass2的類，就象：

復(fù)制代碼代碼如下: