泛型程序設計詳解（一）

時間 2019-11-07

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前言

　　泛型是C#和.Net的一個重要概念，泛型不只是C#編程語言中的一部分，並且與程序集中的IL(Intermediate Language)代碼緊密的集成。html

　　在平時編程過程當中，經常會出現編寫一些差很少的代碼塊，不一樣的僅是處理不一樣的數據類型。好比一個處理int數據的方法，如今新加了string類型的數據。是否是把以前的方法複製一遍，而後修改類型int爲string。固然這樣的方法是沒有錯的，那麼後面又新增了其餘的許多類型怎麼辦？仍是複製修改嗎？這樣代碼看上去很冗餘，很複雜。這時候泛型就出現了。下面咱們看下爲什麼使用泛型吧。編程

優勢

　　下面介紹下泛型的優勢，尤爲是下面幾個：c#

- l 性能
- l 類型安全
- l 二進制代碼重用

　　1、性能安全

　　　　泛型的一個主要優勢就是性能，在泛型集合類和非泛型集合類中，對值類型使用非泛型集合類，在把值類型轉換爲引用類型和把引用類型轉換爲值類型的時候，須要進行裝箱和拆箱的操做（前面的文章中講到了拆箱和裝箱會形成必定的性能損失），當集合數據量大的時候形成的性能損失也就隨之的增大了。編程語言

　　　　使用非泛型集合時：ide

            var list = new ArrayList(); list.Add(100);//裝箱 int-object
            int i = (int)list[0];//拆箱 object-int
            foreach (int item in list) { Console.WriteLine(item);//遍歷拆箱輸出
            }

　　　　使用泛型集合類時：函數

            var list = new List<int>(); list.Add(100);//無裝箱操做 
            int i =  list[0];//無拆箱拆箱 
            foreach (int item in list) { Console.WriteLine(item);//無拆箱操做
            }

　　　　減小裝箱拆箱操做，節省了性能消耗。這也就是泛型的主要優勢了。性能

　　2、類型安全學習

　　　　泛型另外一個優勢就是類型安全，這裏咱們仍是使用非泛型集合類ArrayList()和泛型集合類List<T>來作案例。spa

　　　　非泛型集合類ArrayList():

            var list = new ArrayList(); list.Add(100);// 添加一個int類型
            list.Add("string");//添加一個string類型
            foreach (int item in list) { Console.WriteLine(item);//遍歷循環輸出
 } 這裏容許輸出和拋出異常： System.InvalidCastException:「Unable to cast object of type 'System.String' to type 'System.Int32'.」

　　　　沒法強制把」string」轉換成int類型。

　　　　咱們再看泛型集合類：

  　　　　　　var list = new List<int>(); list.Add(100);// 添加一個int類型 list.Add("string");//添加一個string類型,編譯器報錯，沒法從string轉換到int
            foreach (int item in list) { Console.WriteLine(item);//遍歷循環輸出 }

　　　　在添加」string」類型的時候編譯器報錯，沒法添加。這裏也就杜絕了後續的錯誤。這也就是保證了類型的安全。

　　3、二進制代碼重用

　　　　泛型容許更好的重用二進制代碼，泛型類型能夠定義一次，而且能夠再許多不一樣的類型實例化，相比C++來講，不用每次訪問源代碼。

　　　　例如上面使用的泛型集合類，using System.Collections.Generic; 中的List<T>類，能夠用int，string，自定義類去實例化。

　　　　泛型類型還能夠在一種語言定義，而後再其餘任何.Net語言中使用。

泛型類的功能

　　這裏咱們能夠來了解下建立泛型類了以後，泛型類有哪些功能呢？

- l 默認值
- l 約束
- l 繼承
- l 靜態成員

　　1、默認值

　　　　在咱們定義了泛型類型以後如何賦值呢？

public class Tclass<T> { public static T Get() { T a = default; return a; } }

　　　　由於在泛型中初始給值很差給，你說給null吧，null是給引用類型的，你是給0吧，這又是給值類型的，這時候出現了default，當時引用類型調用時就給null，當時值類型時就0。

　　2、約束

　　　　說到泛型類型的約束時，不得不提關鍵字where，where是用來限制參數的範圍的，若是不符合where條件指定的參數範圍，編譯是不容許經過的。

　　　　這裏泛型類型的約束主要能夠分爲如下6中

- l Where T: class（類型參數必須是引用類型）
- l Where T:struct（類型參數必須是值類型）

         public class Tclass<T,U>
        where T:class //類型參數爲引用類型
        where U:struct  //類型參數爲值類型
             {}

- l Where T：<接口名稱>（類型參數必須是指定的接口或者實現指定的接口）

     /// <summary>
    /// 接口 /// </summary>
    interface Itest { } /// <summary>
    /// 定義一個字典類型 /// </summary>
    /// <typeparam name="TK"></typeparam>
    /// <typeparam name="TV"></typeparam>
    class Dictionary<TK, TV>
      where TK : IComparable, IEnumerable where TV : Itest { public void Add(TK key, TV val) { } }

- l Where T:<基類名>（參數必須是指定的基類或者是派生自指定的基類）

    class Ttest { } class Tclass<T> where T:Ttest { }

- l Where T:new ()（這是一個構造函數的約束，指定參數類型必須有一個默認構造函數，當與其餘約束一塊兒使用時必須放在其最後）

　　class EmployeeList<T> where T : Employee, IEmployee, System.IComparable<T>, new() 　　{ 　　// ... 　　}

- l Where T1:T2（這個約束指定類型T1派生自泛型類型T2，也就是說T1的參數類型要和T2同樣）

　　public class Tclass<T> where T:IComparable { }

　　3、繼承

　　　　泛型類型的繼承與普通類的繼承類似但不一樣。

    /// <summary>
    /// 抽象基類，泛型類型 /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public abstract class Ttest<T> { public abstract T Add(T x, T y); } /// <summary>
   /// 繼承抽象基類，實現int類型 /// </summary>
   /// <typeparam name="T"></typeparam>
    class Tclass<T> : Ttest<int> { public override int Add(int x, int y) => x + y; }

　　4、靜態成員

　　　　泛型類型的靜態成員須要特殊的關注，泛型類的靜態成員只能在類的一個實例中共享。

    /// <summary>
    /// 泛型類型，靜態字段x /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public class Ttest<T> { public static int x; } class Program { static void Main(string[] args) { Ttest<string>.x = 111; Ttest<int>.x = 222; Console.WriteLine(Ttest<string>.x); } }