.NET 2.0 基礎類庫中的范型——其他范型類
2024-07-10 12:59:29
供稿：網友
其他范型類
.net 2.0 基礎類庫對范型的應用當然并不僅限于范型集合和 functional programming。下面所列的范型類也都有其明確的設計目的和用途。
array
在.net 2.0中，array 類擴充了對范型編程的支持。當然，array類本身并不是范型類（出于兼容的考慮），而是提供了一系列支持范型的方法。除了前面提到的 functional programming 的支持外，array 類還對以前很多基于 object 的方法提供了對應的范型版本，這樣對值類型可以提高查找和排序時的性能。例如：
static int indexof(t[] array, t value);
static void sort(t[] array);
另外，還添加了一些新的范型方法，例如：
static ilist asreadonly(t[] array); // 返回一個只讀的列表
static void resize(ref t[] array, int newsize); // 改變數組大小
還有一個好消息是，在 .net 2.0 中，數組將支持范型集合接口。我們知道，在 .net 2.0 以前，array 抽象類實現了 ilist，icollection 和 ienumerable 集合接口，這樣我們可以在需要傳入這些接口的地方傳入數組。在 .net 2.0 中，范型集合需要使用如 ienumerable<t> 這樣的范型接口，所以數組也將支持這些范型接口。然而，這些范型接口并不在 array 類中實現（因為 array 類本身并不是范型類），而是在運行時由 clr 實現。例如，對于 int[]，可以按如下的偽定義理解它的實現：
class int[] : array, list<int>, icollection<int>, ienumerable<int>
arraysegment<t>
arraysegment<t> 表示數組中的一段。我們知道，c#/clr 沒有提供默認參數這一特性，而是要求使用函數重載。所以，不少類中有大量的針對數組參數（索引，長度）的重載方法（為了方便調用者），例如：
class encoding {
public virtual byte[] getbytes(char[] chars);
public virtual byte[] getbytes(char[] chars, int index, int count);
...
}
對類的設計者來說，提供如此多的重載顯得麻煩和笨拙，而且這些重載方法實際上都對應同一個實現。另外，設計如此多的虛函數也給子類的實現者帶來了不少麻煩，尤其是當這些函數是 abstract 時。
在 .net 2.0 中，微軟試圖通過提供 arraysegment<t> 類來解決這一設計問題。使用 arraysegment<t> 的話，類的設計者現在只需設計一個方法即可，即：（注意這不是 .net 2.0 的真實代碼，僅為說明問題）
class encoding {
public virtual byte[] getbytes(arraysegment<char> chars);
...
}
而由調用者來決定如何傳入數組參數，例如：
char[] chars = ...;
byte[] bytes = enc.getbytes(new arraysegment<char>(chars));
或
byte[] bytes = enc.getbytes(new arraysegment<char>(chars, 0, 10));
可以看到，使用 arraysegment<char> 的缺點是對使用者來說要多編寫一些代碼。可能是這個原因，所以目前 .net 中并沒有正式開始使用它。另外一個原因則可能是出于要和已有設計保持一致的考慮。
nullable<t>
nullable<t> 值類型用于表示可能無效或者不存在的值（這個類最初的命名為 optionalvalue<t>）。例如，在數據庫設計中可能有些字段是可選，數據訪問接口的設計者可以用 nullable<t> 來返回數據庫字段。nullable<t> 類有兩個只讀實例屬性 hasvalue 和 value。前者是 bool 類型用于標識是否有效，后者是 t 類型的數據。在訪問 value 之前必須先判斷 hasvalue 是否為 true，否則將拋出異常。
nullable<t> 通常用于值類型（如 nullable<datetime>），因為對引用類型來說，null 本身就可以代表無效的狀態，在這種情況下使用 nullable<t> 并沒有太多意義。
值得一提的是，c# 2.0 為 nullable<t> 類型提供了一個非常簡潔而優美的語法，即在原始類型后加 ? 后綴，也就是說，int? 等于 nullable<int>。這樣使得 nullable<t> 在 c# 中的使用非常的容易和自然（畢竟模板看起來要費眼一些j）。例如下面的代碼示例：
int? a = null; // a為空（即hasvalue屬性為false）
int? b = 10; // b為10
以后，在設計可能返回無效值的 api 時，除了以前使用的拋出異常的方法外，我們也可以使用 nullable<t>，例如：
int parsenumber(string s); // 使用異常
int? tryparsenumber(string s); // 不使用異常，而使用nullable<t>
eventhandler<t>
事件的定義和使用遍及 .net framework 的各個角落。在沒有范型的情況下，每個事件委托都要單獨定義，例如：
delegate void eventhandler(object sender, eventargs e);
delegate void keyeventhandler(object sender, keyeventargs e);
這樣的缺點是對事件定義者來說每次都要定義新的事件委托，而對使用者來說又要多學習和記憶新的事件委托。在 .net 2.0 中，引入了 eventhandler 范型事件委托來解決這個問題，它的原型如下（注意它位于 system.collections.generic 命名空間中）：
delegate void eventhandler(object sender, t e) where t: eventargs;
使用 eventhandler 的話，就不需要自己定義新的事件委托了，僅需提供自己的事件參數類即可（需要從 eventargs 派生）。這樣的好處一方面是可用性更好（無論對事件定義者還是使用者），另外從 clr 的角度來說，因為這個范型委托編譯后對所有 t 類型都只對應一個二進制實現，所以會提高系統的整體性能。所以，在微軟最新的設計指南中，建議事件委托使用 eventhandler<t>。使用 eventhandler<t> 的代碼示例如下：
class myeventargs : eventargs {
...
}
class foo {
public event eventhandler<myeventargs> myevent;
...
}
foo foo = new foo();
foo.myevent += new eventhandler<myeventargs>(this.myeventhandler);
...
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