.NET泛型01,為什么需要泛型,泛型基本語法

2019-11-14 16:34:07

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供稿：網(wǎng)友

.NET泛型或許是借鑒于C++泛型模版，借助它可以實現(xiàn)對類型的抽象化、泛型處理，實現(xiàn)了類型和方法之間的解耦。一個最經(jīng)典的運用是在三層架構(gòu)中，針對不同的領(lǐng)域模型，在基接口、基類中實現(xiàn)針對各個領(lǐng)域模型的泛型處理。

本篇主要包括：
■ 為什么需要泛型
    ※ 不用泛型
    ※ 使用泛型
    ※ 泛型的運行時本質(zhì)
■ 泛型語法
■ 典型的泛型類

為什么需要泛型

不用泛型

來看一個比較類型的方法。

public class Calculator    {        public static bool AreEqual(int value1, int value2)        {            return value1 == value2;        }    }

在客戶端調(diào)用。

class PRogram    {        static void Main(string[] args)        {            bool result = Calculator.AreEqual(1, 2);            if (result)            {                Console.WriteLine("相等");            }            else            {                Console.WriteLine("不等");            }            Console.ReadKey();        }    }

運行結(jié)果：不等

不用泛型的缺點一：不是類型安全

如果我們想使用現(xiàn)在的方法來比較字符串類型。

bool result = Calculator.AreEqual("A", "B");

這時，看到編譯器報錯。從這點來看，AreEqual()方法不是類型安全的方法，當(dāng)輸入string類型，編譯器就會報錯。

如果把AreEqual()方法的參數(shù)類型改成object，編譯器就不再報錯。

public class Calculator    {        public static bool AreEqual(object value1, object value2)        {            return value1 == value2;        }    }

以上，運行也正常。

不用泛型的缺點二：裝箱與拆箱導(dǎo)致性能降低

現(xiàn)在，對于AreEqual(object value1, object value2)，從方法本身來講是沒有問題的，但在客戶端調(diào)用的時候，比如我們還是想比較值類型。

bool result = Calculator.AreEqual(1, 2);

在運行時，當(dāng)整型值類型參數(shù)1和2傳遞、賦值給AreEqual(object value1, object value2)中的引用類型參數(shù)value1和value2的時候，發(fā)生了一次"裝箱"操作。而當(dāng)把引用類型轉(zhuǎn)換成值類型的時候，又會發(fā)生一次"拆箱"操作，這導(dǎo)致性能的降低。

使用泛型

把AreEqual()改成泛型方法。

public class Calculator    {        public static bool AreEqual<T>(T value1, T value2)        {            return value1.Equals(value2);        }    }

于是，在客戶端可以這樣：

bool result = Calculator.AreEqual<string>("A", "A"); bool result = Calculator.AreEqual<int>(5, 3);

由此，使用泛型的好處有：
1、實現(xiàn)了方法和類型的解耦。
2、不會造成類型轉(zhuǎn)換，規(guī)避了因裝箱于拆箱引起的性能問題。
3、泛型保證了類型的絕對安全。

當(dāng)然，還可以把T的位置放在類上：

public class Calculator<T>    {        public static bool AreEqual(T value1, T value2)        {            return value1.Equals(value2);        }    }

然后這樣使用：

bool result = Calculator<string>.AreEqual("A", "A"); bool result = Calculator<int.AreEqual(1, 2);

泛型的運行時本質(zhì)

CLR中有專門的IL指令支持泛型操作。
→初次編譯時，生成IL代碼和元數(shù)據(jù)，T只是類型占位符，在編譯時不進行實例化
→JIT編譯時，以實際類型替換元數(shù)據(jù)中的T占位符
→將元數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為本地代碼

泛型語法

class MyArray<T> where T : Student, new(){    private T[] _items;    public T myData;    public MyArray()    {        myData = default(T);    }    public void Add(T item)    {}}

創(chuàng)建泛型實例要指定實際的數(shù)據(jù)類型：
MyArray<Int32> myArr = new MyArray<Int32>();

值類型的默認(rèn)值為0，引用類型的默認(rèn)值為null，使用泛型默認(rèn)值：
myData = default(T);

泛型約束：
T : 基類名，表示必須是基類名的派生類
T ：new(), 表示必須具有無參構(gòu)造函數(shù)，new()約束必須放在最后面
T ：struct, 表示必須是值類型
T ：class, 表示必須是引用類型
T ：接口名，表示必須實現(xiàn)該接口，或?qū)崿F(xiàn)該接口的接口

泛型類本質(zhì)上仍然是一個類，依然可以繼承：

internal class GenericeComparer<T> : Comparer<T> where T : IComparable<T>class MyArray<T> : ArrayList

典型的泛型類

在System.Collections.Generic命名空間和System.Collections.ObjectModel中，定義了不同的泛型類和泛型接口，這些泛型多為集合類。

List<T> 對應(yīng)ArrayList集合類
SortedList<TKey, TValue> 對應(yīng)SortedList集合類
Queue<T> 先進先出的集合類
Stack<T> 后進先出的集合類
Collection<T> 自定義泛型集合的基類
Dictionary<TKey, TValue> 對應(yīng)于Hashtable集合類

參考資料：
《你必須知道的.NET(第2版)》，作者王濤。

".NET泛型"系列包括：