泛型程序设计详解（一）

前言

　　泛型是C#和.Net的一个重要概念，泛型不只是C#编程语言中的一部分，并且与程序集中的IL(Intermediate Language)代码紧密的集成。

　　在平时编程过程当中，经常会出现编写一些差很少的代码块，不一样的仅是处理不一样的数据类型。好比一个处理int数据的方法，如今新加了string类型的数据。是否是把以前的方法复制一遍，而后修改类型int为string。固然这样的方法是没有错的，那么后面又新增了其余的许多类型怎么办？仍是复制修改吗？这样代码看上去很冗余，很复杂。这时候泛型就出现了。下面咱们看下为什么使用泛型吧。

优势

　　下面介绍下泛型的优势，尤为是下面几个：

• • l 性能
  • l 类型安全
  • l 二进制代码重用

 

　　1、性能

　　　　泛型的一个主要优势就是性能，在泛型集合类和非泛型集合类中，对值类型使用非泛型集合类，在把值类型转换为引用类型和把引用类型转换为值类型的时候，须要进行装箱和拆箱的操做（前面的文章中讲到了拆箱和装箱会形成必定的性能损失），当集合数据量大的时候形成的性能损失也就随之的增大了。

　　　　使用非泛型集合时：

            var list = new ArrayList(); list.Add(100);//装箱 int-object
            int i = (int)list[0];//拆箱 object-int
            foreach (int item in list) { Console.WriteLine(item);//遍历拆箱输出
            }        

 

　　　　使用泛型集合类时：

  　　

            var list = new List<int>(); list.Add(100);//无装箱操做 
            int i =  list[0];//无拆箱拆箱 
            foreach (int item in list) { Console.WriteLine(item);//无拆箱操做
            }    

 

　　　　减小装箱拆箱操做，节省了性能消耗。这也就是泛型的主要优势了。

　　2、类型安全

　　　　泛型另外一个优势就是类型安全，这里咱们仍是使用非泛型集合类ArrayList()和泛型集合类List<T>来作案例。

　　　　非泛型集合类ArrayList():

    

            var list = new ArrayList(); list.Add(100);// 添加一个int类型
            list.Add("string");//添加一个string类型
            foreach (int item in list) { Console.WriteLine(item);//遍历循环输出
 } 这里容许输出和抛出异常： System.InvalidCastException:“Unable to cast object of type 'System.String' to type 'System.Int32'.”    

　　　　没法强制把”string”转换成int类型。

　　　　咱们再看泛型集合类：

  　　　　　　var list = new List<int>(); list.Add(100);// 添加一个int类型 list.Add("string");//添加一个string类型,编译器报错，没法从string转换到int
            foreach (int item in list) { Console.WriteLine(item);//遍历循环输出 }

　　　　在添加”string”类型的时候编译器报错，没法添加。这里也就杜绝了后续的错误。这也就是保证了类型的安全。

 

　　3、二进制代码重用

　　　　泛型容许更好的重用二进制代码，泛型类型能够定义一次，而且能够再许多不一样的类型实例化，相比C++来讲，不用每次访问源代码。

　　　　例如上面使用的泛型集合类，using System.Collections.Generic; 中的List<T>类，能够用int，string，自定义类去实例化。

　　　　泛型类型还能够在一种语言定义，而后再其余任何.Net语言中使用。

 

泛型类的功能

　　这里咱们能够来了解下建立泛型类了以后，泛型类有哪些功能呢？

• • l 默认值
  • l 约束
  • l 继承
  • l 静态成员

　　1、默认值

　　　　在咱们定义了泛型类型以后如何赋值呢？

public class Tclass<T> { public static T Get() { T a = default; return a; } }

　　　　由于在泛型中初始给值很差给，你说给null吧，null是给引用类型的，你是给0吧，这又是给值类型的，这时候出现了default，当时引用类型调用时就给null，当时值类型时就0。

 

　　2、约束

　　　　说到泛型类型的约束时，不得不提关键字where，where是用来限制参数的范围的，若是不符合where条件指定的参数范围，编译是不容许经过的。

　　　　这里泛型类型的约束主要能够分为如下6中

• • l Where T: class（类型参数必须是引用类型）
  • l Where T:struct（类型参数必须是值类型）

         public class Tclass<T,U>
        where T:class //类型参数为引用类型
        where U:struct  //类型参数为值类型
             {}    

 

• • l Where T：<接口名称>（类型参数必须是指定的接口或者实现指定的接口）

     /// <summary>
    /// 接口 /// </summary>
    interface Itest { } /// <summary>
    /// 定义一个字典类型 /// </summary>
    /// <typeparam name="TK"></typeparam>
    /// <typeparam name="TV"></typeparam>
    class Dictionary<TK, TV>
      where TK : IComparable, IEnumerable where TV : Itest { public void Add(TK key, TV val) { } }

 

 

• • l Where T:<基类名>（参数必须是指定的基类或者是派生自指定的基类）

    class Ttest { } class Tclass<T> where T:Ttest { }

 

• • l Where T:new ()（这是一个构造函数的约束，指定参数类型必须有一个默认构造函数，当与其余约束一块儿使用时必须放在其最后）

　　class EmployeeList<T> where T : Employee, IEmployee, System.IComparable<T>, new() 　　{ 　　// ... 　　}

 

• • l Where T1:T2（这个约束指定类型T1派生自泛型类型T2，也就是说T1的参数类型要和T2同样）

　　public class Tclass<T> where T:IComparable { }

 

 

　　3、继承

　　　　泛型类型的继承与普通类的继承类似但不一样。

    /// <summary>
    /// 抽象基类，泛型类型 /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public abstract class Ttest<T> { public abstract T Add(T x, T y); } /// <summary>
   /// 继承抽象基类，实现int类型 /// </summary>
   /// <typeparam name="T"></typeparam>
    class Tclass<T> : Ttest<int> { public override int Add(int x, int y) => x + y; }

 

　　4、静态成员

　　　　泛型类型的静态成员须要特殊的关注，泛型类的静态成员只能在类的一个实例中共享。

    /// <summary>
    /// 泛型类型，静态字段x /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public class Ttest<T> { public static int x; } class Program { static void Main(string[] args) { Ttest<string>.x = 111; Ttest<int>.x = 222; Console.WriteLine(Ttest<string>.x); } }

　　　　上面事例中最后输出的为111，

总结

　　这里咱们主要是介绍了泛型的优势及泛型类型的功能。在咱们平常的编程中会发现不少地方可使用泛型。提升代码的扩展性及重用性。同时也能够减小对object类型的使用，采用泛型类型的使用来替代。较少对性能的消耗。咱们下一节主要是对泛型类型的协变及抗变进行必定的理解。

 

　　　　只要认为是对的就去作，坚持去作，不要在意别人的见解，哪怕是错，至少你有去作过证实曾经你努力过。

 

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