C#泛型詳解及關鍵字作用
這篇文章主要來講講c#中的泛型，因為泛型在c#中有很重要的位置，對于寫出高可讀性，高性能的代碼有著關鍵的作用。
一、什么是泛型？
泛型是 2.0 版 C# 語言和公共語言運行庫 (CLR) 中的一個非常重要的新功能。
我們在編程程序時，經(jīng)常會遇到功能非常相似的模塊，只是它們處理的數(shù)據(jù)不一樣。但我們沒有辦法，只能分別寫多個方法來處理不同的數(shù)據(jù)類型。這個時候，那么問題來了，有沒有一種辦法，用同一個方法來處理傳入不同種類型參數(shù)的辦法呢？泛型的出現(xiàn)就是專門來解決這個問題的，可以看出，微軟還是很貼心的。
二、為什么要使用泛型？
接下來我們來看一段代碼。
public class GenericClass
{
public void ShowInt(int n)
{
Console.WriteLine("ShowInt print {0},ShowInt Parament Type Is {1}",n,n.GetType());
}
public void ShowDateTime(DateTime dt)
{
Console.WriteLine("ShowDateTime print {0},ShowDateTime Parament Type Is {1}", dt, dt.GetType());
}
public void ShowPeople(People people)
{
Console.WriteLine("ShowPeople print {0},ShowPeople Parament Type Is {1}", people, people.GetType());
}
}
static void Main(string[] args)
{
GenericClass generice = new GenericClass();
generice.ShowInt(11);
generice.ShowDateTime(DateTime.Now);
generice.ShowPeople(new People { Id = 11, Name = "Tom" });
Console.ReadKey();
}
顯示結果：
我們可以看出這三個方法，除了傳入的參數(shù)不同外，其里面實現(xiàn)的功能都是一樣的。在1.1版的時候，還沒有泛型這個概念，那么怎么辦呢。就有人想到了OOP三大特性之一的繼承，我們知道，C#語言中，object是所有類型的基類，將上面的代碼進行以下優(yōu)化：
public class GenericClass
{
public void ShowObj(object obj)
{
Console.WriteLine("ShowObj print {0},ShowObj Parament Type Is {1}", obj, obj.GetType());
}
}
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("*****************object調用*********************");
generice.ShowObj(11);
generice.ShowObj(DateTime.Now);
generice.ShowObj(new People { Id = 11, Name = "Tom" });
Console.ReadKey();
}
顯示結果：
我們可以看出，目地是達到了。解決了代碼的可讀性，但是這樣又有個不好的地方了，我們這樣做實際上是一個裝箱拆箱操作，會損耗性能。
終于，微軟在2.0的時候發(fā)布了泛型。接下來我們用泛型方法來實現(xiàn)該功能。
三、泛型類型參數(shù)
在使用泛型方法之前，我們先來了解下有關于泛型的一些知識。
在泛型類型或方法定義中，類型參數(shù)是在其實例化泛型類型的一個變量時，客戶端指定的特定類型的占位符。 泛型類(GenericList<T>)無法按原樣使用，因為它不是真正的類型；它更像是類型的藍圖。 若要使用GenericList<T>，客戶端代碼必須通過指定尖括號內的類型參數(shù)來聲明并實例化構造類型。 此特定類的類型參數(shù)可以是編譯器可識別的任何類型。 可創(chuàng)建任意數(shù)量的構造類型實例，其中每個使用不同的類型參數(shù)，如下所示：
GenericList<float> list1 = new GenericList<float>(); GenericList<ExampleClass> list2 = new GenericList<ExampleClass>(); GenericList<ExampleStruct> list3 = new GenericList<ExampleStruct>();
在GenericList<T>的每個實例中，類中出現(xiàn)的每個T在運行時均會被替換為類型參數(shù)。 通過這種替換，我們已通過使用單個類定義創(chuàng)建了三個單獨的類型安全的有效對象。
三、泛型約束
定義泛型類時，可以對客戶端代碼能夠在實例化類時用于類型參數(shù)的幾種類型施加限制。 如果客戶端代碼嘗試使用約束所不允許的類型來實例化類，則會產(chǎn)生編譯時錯誤。 這些限制稱為約束。 通過使用where上下文關鍵字指定約束。 下表列出了六種類型的約束：
where T：結構（類型參數(shù)必須是值類型。可以指定除 Nullable 以外的任何值類型。）
class MyClass<U>
where U : struct///約束U參數(shù)必須為“值 類型”
{ }
public void MyMetod<T>(T t)
where T : struct
{
}
where T：類（類型參數(shù)必須是引用類型；這一點也適用于任何類、接口、委托或數(shù)組類型。）
class MyClass<U>
where U : class///約束U參數(shù)必須為“引用類型”
{ }
public void MyMetod<T>(T t)
where T : class
{
}
where T：new()（類型參數(shù)必須具有無參數(shù)的公共構造函數(shù)。當與其他約束一起使用時，new() 約束必須最后指定。）
class EmployeeList<T> where T : Employee, IEmployee, System.IComparable<T>, new()
{
// ...
}
where T：<基類名>（類型參數(shù)必須是指定的基類或派生自指定的基類。）
public class Employee{}
public class GenericList<T> where T : Employee
where T：<接口名稱>（類型參數(shù)必須是指定的接口或實現(xiàn)指定的接口?？梢灾付ǘ鄠€接口約束。約束接口也可以是泛型的。）
/// <summary>
/// 接口
/// </summary>
interface IMyInterface
{
}
/// <summary>
/// 定義的一個字典類型
/// </summary>
/// <typeparam name="TKey"></typeparam>
/// <typeparam name="TVal"></typeparam>
class Dictionary<TKey, TVal>
where TKey : IComparable, IEnumerable
where TVal : IMyInterface
{
public void Add(TKey key, TVal val)
{
}
}
where T：U（為 T 提供的類型參數(shù)必須是為 U 提供的參數(shù)或派生自為 U 提供的參數(shù)。也就是說T和U的參數(shù)必須一樣）
class List<T>
{
void Add<U>(List<U> items) where U : T {/*...*/}
}
以上就是對六種泛型的簡單示例，當然泛型約束不僅僅適用于類，接口，對于泛型方法，泛型委托都同樣適用。
三、泛型方法
public class GenericClass
{
public void ShowT<T>(T t)
{
Console.WriteLine("ShowT print {0},ShowT Parament Type Is {1}", t, t.GetType());
}
}
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("*****************泛型方法調用*********************");
generice.ShowT<int>(11);
generice.ShowT<DateTime>(DateTime.Now);
generice.ShowT<People>(new People { Id = 11, Name = "Tom" });
Console.ReadKey();
}
顯示結果：
也是一樣的，現(xiàn)在終于實現(xiàn)了我們想要達到的效果了。我們可以看出，無論是什么方式調用，最后我們獲取出來的類型都是原始類型。我們知道，用object獲取是利用了繼承這一特性，當編譯器編譯的時候，我們傳入的參數(shù)會進行裝箱操作，當我們獲取的時候又要進行拆箱操作，這個方法會損耗性能 。那么泛型方法實現(xiàn)的原理又是怎樣的呢？首先，我們要知道，泛型是一個語法糖，在我們調用泛型方法，編譯器進行編譯時，才會確定傳入的參數(shù)的類型，從而生成副本方法。這個副本方法與原始方法一法，所以不會有裝箱拆箱操作，也就沒有損耗性能這回事了。
四、泛型類
泛型類封裝不特定于特定數(shù)據(jù)類型的操作。
通常，創(chuàng)建泛型類是從現(xiàn)有具體類開始，然后每次逐個將類型更改為類型參數(shù)，直到泛化和可用性達到最佳平衡。
創(chuàng)建自己的泛型類時，需要考慮以下重要注意事項：
- 要將哪些類型泛化為類型參數(shù)。
通常，可參數(shù)化的類型越多，代碼就越靈活、其可重用性就越高。 但過度泛化會造成其他開發(fā)人員難以閱讀或理解代碼。
- 要將何種約束（如有）應用到類型參數(shù)
其中一個有用的規(guī)則是，應用最大程度的約束，同時仍可處理必須處理的類型。 例如，如果知道泛型類僅用于引用類型，則請應用類約束。 這可防止將類意外用于值類型，并 使你可在 T 上使用 as 運算符和檢查 null 值。
- 是否將泛型行為分解為基類和子類。
因為泛型類可用作基類，所以非泛型類的相同設計注意事項在此也適用。 請參閱本主題后文有關從泛型基類繼承的規(guī)則。
- 實現(xiàn)一個泛型接口還是多個泛型接口。
class BaseNode { }
class BaseNodeGeneric<T> { }
// concrete type
class NodeConcrete<T> : BaseNode { }
//closed constructed type
class NodeClosed<T> : BaseNodeGeneric<int> { }
//open constructed type
class NodeOpen<T> : BaseNodeGeneric<T> { }
五、泛型接口
定義一個泛型接口：
interface IMyGenericInterface<T>
{
}
一個接口可定義多個類型參數(shù)，如下所示：
interface IMyGenericInterface<TKey,TValue>
{
}
具體類可實現(xiàn)封閉式構造接口，如下所示：
interface IBaseInterface<T> { }
class SampleClass : IBaseInterface<string> { }//如果T有約束,那么string類型必須得滿足T的約束
六、泛型委托
委托可以定義它自己的類型參數(shù)。 引用泛型委托的代碼可以指定類型參數(shù)以創(chuàng)建封閉式構造類型，就像實例化泛型類或調用泛型方法一樣，如以下示例中所示：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Del<int> m1 = new Del<int>(Notify);
m1.Invoke(1111);
Del<string> m2 = new Del<string>(Notify);
m2.Invoke("字符串");
Console.ReadKey();
}
public delegate void Del<T>(T item);
public static void Notify(int i) { Console.WriteLine("{0} type is {1}", i,i.GetType()); }
public static void Notify(string str) { Console.WriteLine("{0} type is {1}", str, str.GetType()); }
}
運行結果：
七、泛型代碼中的默認關鍵字：Default
在泛型類和泛型方法中產(chǎn)生的一個問題是，在預先未知以下情況時，如何將默認值分配給參數(shù)化類型 T：
- T 是引用類型還是值類型。
- 如果 T 為值類型，則它是數(shù)值還是結構。
給定參數(shù)化類型 T 的一個變量 t，只有當 T 為引用類型時，語句 t = null 才有效；只有當 T 為數(shù)值類型而不是結構時，語句 t = 0 才能正常使用。解決方案是使用default關鍵字，此關鍵字對于引用類型會返回空，對于數(shù)值類型會返回零。對于結構，此關鍵字將返回初始化為零或空的每個結構成員，具體取決于這些結構是值類型還是引用類型。
namespace MyGeneric
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
object obj1=GenericToDefault<string>();
object obj2 = GenericToDefault<int>();
object obj3 = GenericToDefault<StructDemo>();
Console.ReadKey();
}
public static T GenericToDefault<T>()
{
return default(T);
}
}
public struct StructDemo
{
public int Id { get; set; }
public string Name { get; set; }
}
}
運行結果：
到此這篇關于C#泛型詳解的文章就介紹到這了,更多相關C#泛型內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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