詳解c# 泛型類的功能

更新時間：2020年10月30日 15:08:56 作者：一只獨行的猿

這篇文章主要介紹了c# 泛型類的功能，幫助大家更好的理解和學習c#,感興趣的朋友可以了解下

　　在泛型類中，由于不知道泛型參數T是什么類型，可能是引用類型，也可能是值類型，因此不能將null等賦予泛型類型。如何對泛型對象賦初值、如何保證泛型的正確性等，以使用泛型文檔管理器為例：

　　文檔管理器用于從隊列中讀寫文檔。首先創(chuàng)建一個泛型管理器AddDocument()方法添加一個文檔到隊列中，IsDocumentAvailabe只讀屬性指示隊列中是否還有文檔。

public class DocumentManager<T>
{
  private readonly Queue<T> documentQueue = new Queue<T>();

  public void AddDocument(T doc)
  {
    lock (this)
    {
      documentQueue.Enqueue(doc);
    }
  }

  public bool IsDocumentAvailable
  {
    get { return documentQueue.Count > 0; }
  }
}

1、默認值

　　給DocumentManager<T>類添加一個GetDocument()方法，該方法以返回隊列中的一個文檔。如果隊列中存在文檔，則返回一個文檔；如果隊列中已沒有文檔，則返回默認值。但是，對于泛型T，不能將null賦予T的對象，因為無法確定它是引用類型還是值類型。在C#中，為我們提供了一個default關鍵字，泛型T的對象賦予默認值，如：引用類型為null、值類型int等為0……

public T GetDocument()
{
  T doc = default(T);
  lock (this)
  {
    if (documentQueue.Count > 0)
    {
      doc = documentQueue.Dequeue();
    }
  }
  return doc;
}

2、約束

　　如果泛型類需要調用泛型類型中的方法，那么必須對泛型添加約束。否則，不能確保聲明的泛型類型實現了對應的類型，具有相關方法。創(chuàng)建文檔類Document，其實現了接口IDocument:

public interface IDocument
{
  string Title { get; set; }
  string Content { get; set; }
}

public class Document : IDocument
{
  public Document()
  {
  }

  public Document(string title, string content)
  {
    this.Title = title;
    this.Content = content;
  }

  public string Title { get; set; }
  public string Content { get; set; }
}

　　給泛型文檔管理器DocumentManager<T>添加方法DisplayAllDocuments()，使得隊列中所有文檔的標題能展示出。在展示文檔標題前，將類型T強制轉換為IDocumnet接口，以顯示標題：

public void DisplayAllDocuments()
{
  foreach (T doc in documentQueue)
  {
    Console.WriteLine((doc as IDocument).Title);//強制轉換
  }
}

　　但是，如果類型T沒有實現接口IDocument，在對類型進行強制轉換時就會出現一個異常。如果對方法添加rty……catch處理，將非常損耗性能。同樣的，即使類型實現了接口IDocument，在進行轉換時也會出現性能的損耗。

　　那么，如果能對泛型TDocument進行約束，使得泛型類型必須實現接口IDocument，則不會出現對類型進行強制轉換時的異常。甚至不需要強制轉換，性能也將得到優(yōu)化。因此，前面的泛型文檔管理器改寫為（前面的T，改寫為TDocument，以此暗示是文檔類型）：

public class DocumentManager<TDocument>
  where TDocument : IDocument
{
   //……   
}

　　對于實現了約束的泛型文檔管理器，可以處理任何實現了IDocument接口的類。其DisplayAllDocuments()方法改寫為：

public void DisplayAllDocuments()
{
  foreach (TDocument doc in documentQueue)
  {
    Console.WriteLine(doc.Title);
  }
}

　　在其他地方調用時，可以用Document類型實例化泛型類型DocumentManager<TDocument>。因為Document實現了接口IDocument:

static void Main()
{
  var dm = new DocumentManager<Document>();
  dm.AddDocument(new Document("Title A", "Sample A"));
  dm.AddDocument(new Document("Title B", "Sample B"));

  dm.DisplayAllDocuments();

  if (dm.IsDocumentAvailable)
  {
    Document d = dm.GetDocument();
    Console.WriteLine(d.Content);
  }
}

　　泛型類型支持的幾種約束：struct（結構約束，類型T必須是值類型）、class（類約束，類型T必須是引用類型）、IFoo（類型T必須實現接口IFoo）、new()（構造函數約束，類型T必須有一個無參構造函數）、TOther（類型T派生自TOther，也稱“裸類型約束”）。

　　泛型約束中：

只能為無參構造函數定義構造約束，不能為有任何參數的構造函數定義構造函數約束。
泛型可以有多個約束。如：public class DocumentManager<TDocument> where TDocument : IDocument,new()。
where不能定義必須由泛型類型實現的運算符

3、繼承

　　泛型類也可以實現繼承，如Queue<T>里，繼承實現了接口IEnumerable<T>接口。泛型類型可以實現泛型接口，也可以派生自一個類。泛型類型可以派生自泛型基類：

class Base<T>
{
  //...............
}

class Derived<T>:Base<T>
{
  //...............
}

　　派生類可以是泛型類，也可以是非泛型類型：

abstract class Calc<T>
{
  public abstract T Add(T x, T y);
  public abstract T Sub(T x, T y);
}

class IncCalc: Calc<int>
{
  public override int Add(int x, int y)
  {
    return x + y;
  }
  public override int Sub(int x, int y)
  {
    return x - y;
  }
}
class DoubleCalc : Calc<double>
{
  public override double Add(double x, double y)
  {
    return x + y;
  }
  public override double Sub(double x, double y)
  {
    return x - y;
  }
}

4、靜態(tài)成員

　　泛型類的靜態(tài)成員只能在一個實例中共享：

class StaticDemo<T>
{
  public static string Type;
}

static void Main()
{
  StaticDemo<int>.Type = "int類型";
  StaticDemo<object>.Type = "Object類型";
  Console.WriteLine(StaticDemo<int>.Type);//輸出：int類型
}

　　實際上，每當用一個類型去代替泛型中的T時，都是在創(chuàng)造一個實例類型。因此，泛型類型中的靜態(tài)字段，會在不同的類型替代泛型T的實例中重新生成。這樣設計也有好處，可以為程序提供一個“泛型緩存”的概念，使用泛型的靜態(tài)成員，使它存放在緩存中，方便調用。

以上就是詳解c# 泛型類的功能的詳細內容，更多關于c# 泛型類的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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