[CLR via C#]12. 泛型

　　泛型(generic)是CLR和編程語言提供一種特殊機(jī)制，它支持另一種形式的代碼重用，即"算法重用"。

　　簡單地說，開發(fā)人員先定義好一個(gè)算法，比如排序、搜索、交換等。但是定義算法的開發(fā)人員并不設(shè)定該算法要操作什么數(shù)據(jù)類型；該算法可廣泛地應(yīng)用于不同類型的對(duì)象。然后，另一個(gè)開發(fā)人員只要指定了算法要操作的具體數(shù)據(jù)類型，就可以使用這個(gè)現(xiàn)成的算法了。

　　泛型有兩種表現(xiàn)形式：泛型類型和泛型方法。

　　泛型類型：大多數(shù)算法都封裝在一個(gè)類型中，CLR允許創(chuàng)建泛型引用類型和泛型值類型，但不允許創(chuàng)建泛型枚舉類型。除此之外，CLR還允許創(chuàng)建泛型接口和泛型委托。

　　泛型方法：方法偶爾也封裝有用的算法，所以CLR允許引用類型、值類型或接口中定義泛型方法。

　　兩者都是表示API的基本方法(不管是指一個(gè)泛型方法還是一個(gè)完整的泛型類型)，以致平時(shí)期望出現(xiàn)一個(gè)普通類型的地方出現(xiàn)一個(gè)類型參數(shù)。比如，List<T>，在類名之后添加一個(gè)<T>，表明它操作的是一個(gè)未指定的數(shù)據(jù)類型。定義泛型類型和方法時(shí)，它為類型指定的任何變量(比如 T)都稱為類型參數(shù)(type parameter)。T代表一個(gè)變量名，在源代碼中能夠使用一個(gè)數(shù)據(jù)類型的任何位置 ，都能使用T。

　　類型參數(shù)是真實(shí)類型的占位符。在泛型聲明中，類型參數(shù)要放在一堆尖括號(hào)內(nèi)，并以逗號(hào)分隔。所以，在Dictionary<TKey, TValue>中，類型參數(shù)是TKey和TValue。使用泛型類型或方法時(shí)，要使用真實(shí)的類型代替。這些真實(shí)的類型稱為類型實(shí)參(type argument)。

　　泛型為開發(fā)人員提供了以下優(yōu)勢：

　　1）源代碼保護(hù)　　使用一個(gè)泛型算法的開發(fā)人員不需要訪問算法的源代碼。然而，使用C++模板的泛型技術(shù)時(shí)，算法的源代碼必須提供給準(zhǔn)備使用算法的用戶。

　　2）類型安全　　將一個(gè)泛型算法應(yīng)用于一個(gè)具體的類型時(shí)，編譯器和CLR能理解開發(fā)人員的意圖，并保證只有與制定數(shù)據(jù)類型兼容的對(duì)象才能隨同算法使用。

　　3）更清晰的代碼　　由于編譯器強(qiáng)制類型安全性，所以減少了源代碼中必須進(jìn)行的轉(zhuǎn)型次數(shù)。

　　4）更佳的性能　　在有泛型之前，要想定義一個(gè)常規(guī)化的算法，它的所有成員都要定義成操作Object數(shù)據(jù)類型。這其中就要有裝箱和拆箱之間的性能損失。由于現(xiàn)在能創(chuàng)建一個(gè)泛型算法來操作一個(gè)具體的值類型，所以值類型的實(shí)例能以傳值的方式傳遞，CLR不再需要只需任何裝箱操作。由于不再需要轉(zhuǎn)型，所以CLR不必檢查嘗試一次轉(zhuǎn)型操作是否類型安全，同樣提高了代碼的允許速度。

一、 Framework類庫中的泛型

二、Wintellect的Power Collections庫　　Power Collections庫由Wintellect制作，這個(gè)庫有一系列集合類構(gòu)成，任何人都可以免費(fèi)下載和使用。　　

三、泛型的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

　　為了是泛型能夠工作，Microsoft必須完成以下工作：

internal static class PRogram    {        private static void Main(string[] args)        {            Object o = null;             // Dictionary<,> 是一個(gè)開放類型，有兩個(gè)類型參數(shù)            Type t = typeof(Dictionary<,>);             // 嘗試創(chuàng)建該類型的一個(gè)實(shí)例 (失敗)            o = CreateInstance(t);            Console.WriteLine();             // DictionaryStringKey<> 是一個(gè)開放類型，有一個(gè)類型參數(shù)            t = typeof(DictionaryStringKey<>);             // 嘗試創(chuàng)建該類型的一個(gè)實(shí)例 (失敗)            o = CreateInstance(t);            Console.WriteLine();             // DictionaryStringKey<Guid> 是一個(gè)封閉類型            t = typeof(DictionaryStringKey<Guid>);             // 嘗試創(chuàng)建該類型的一個(gè)實(shí)例 (成功)            o = CreateInstance(t);             // Prove it actually worked            Console.WriteLine("Object type=" + o.GetType());             Console.ReadKey();        }         private static Object CreateInstance(Type t)        {            Object o = null;            try            {                o = Activator.CreateInstance(t);                Console.Write("已創(chuàng)建 {0} 的實(shí)例", t.ToString());            }            catch (ArgumentException e)            {                Console.WriteLine(e.Message);            }            return o;        }         // A partially specified open type        internal sealed class DictionaryStringKey<TValue> :            Dictionary<String, TValue>        {        }    }

　　最后顯示地結(jié)果為:

internal sealed calss GenericTypeThatReqiresAnEnum<T> {    static GenericTypeThatReqiresAnEnum() {        if ( !typeof (T).IsEnum) {            throw new ArgumentException("T must be an enumerated type")        }    }}

　　CLR提供了一個(gè)名為"約束"(constraint)的功能，可利用它更好地定義一個(gè)泛型類型來指出哪個(gè)類型實(shí)參是有效的。

List<DateTime> dt = new List<DateTime>();

一些開發(fā)人員可能首先定義下面這樣的一個(gè)類：

internal sealed class DateTimeList ： List<DataTime> {        //這里無需放任何代碼！}

然后就可以進(jìn)一步簡化創(chuàng)建：

DateTimeList  dt = new DateTimeList ();

　　這樣做表面上是方便了，但是決定不要單純處于增強(qiáng)源代碼的易讀性類這樣定義一個(gè)新類。這樣會(huì)喪失類型同一性(identity)和相等性(equivalence)。如下：

Boolean sameType = (typeof(List<DateTime>) == (typeof(DateTimeList));

　　上述代碼運(yùn)行時(shí)，sameType會(huì)初始化為false，因?yàn)楸容^的是兩個(gè)不同類型的對(duì)象。也就是說，假如一個(gè)方法的原型接受一個(gè)DateTimeList，那么不能將一個(gè)List<DateTime>傳給它。然而，如果方法的原型接受一個(gè)List<DateTime>，那么可以將一個(gè)DateTimeList傳給它，因?yàn)镈ateTimeList是從List<DateTime>派生的。

using DateTimeList = System.Collections.Generic.List<System.DateTime>;

　　現(xiàn)在只想下面這行代碼時(shí)，sameType會(huì)初始化為true:

Boolean sameType = (type(List<DateTime>) == (ypeof(DateTimeList));

　　還有，可以使用C#的隱式類型局部變量功能，讓編譯器根據(jù)表達(dá)式的類型來推斷一個(gè)方法的局部變量的類型。