我是靠谱客的博主 生动篮球,最近开发中收集的这篇文章主要介绍泛型的概述和具体使用,觉得挺不错的,现在分享给大家,希望可以做个参考。

概述

一、泛型概述

泛型类和泛型方法兼复用性类型安全高效率于一身,是与之对应的非泛型的类和方法所不及。泛型广泛用于容器(collections)和对容器操作的方法中。.NET Framework 2.0的类库提供一个新的命名空间System.Collections.Generic,其中包含了一些新的基于泛型的容器类。

  1. 泛型的可变类型参数:通常用T,但也可以用任意非关键字和保留字;

  2. 所有的可变类型T在编译时,都采用占位符的形式,在运行时将由实际传入的类型来替换的所有的点位符;

二、泛型的优点

针对早期版本的通用语言运行时和C#语言的局限,泛型提供了一个解决方案。以前类型的泛化(generalization)是靠类型与全局基类System.Object的相互转换来实现。 .NET Framework 基础类库的ArrayList容器类,就是这种局限的一个例子。ArrayList是一个很方便的容器类,使用中无需更改就可以存储任何引用类型或值类型。

ArrayList list = new ArrayList();
list.Add(1);
list.Add(175.50);
list.Add("hello kitty");

double sum = 0;
foreach(int value in list)
{
sum += value;
}

缺点:

便利是有代价的,这需要把任何一个加入ArrayList的引用类型或值类型都隐式地向上转换成System.Object。如果这些元素是值类型,那么当加入到列表中时,它们必须被装箱;当重新取回它们时,要拆箱。类型转换和装箱、拆箱的操作都降低了性能;在必须迭代(iterate)大容器的情况下,装箱和拆箱的影响可能十分显著。另一个局限是缺乏编译时的类型检查,当一个ArrayList把任何类型都转换为Object,就无法在编译时预防客户代码中类似sum+=vlaue这样的错误;

在System.Collections.Generic命名空间中的泛型List<T>容器里,同样是把元素加入容器的操作,类似这样:

List<int> listInt = new List<int>();
listInt.Add(100);
listInt.Add(200);
listInt.Add(123.112); //编译报错
listInt.Add("heel"); //编译报错

double sum = 0;
foreach (int value in list)
{
sum += value;
}

与ArrayList相比,在客户代码中唯一增加的List<T>语法是声明和实例化中的类型参数。代码略微复杂的回报是,你创建的表不仅比ArrayList更安全,而且明显地更加快速,尤其当表中的元素是值类型的时候。

三、泛型的类型参数

泛型类型或泛型方法的定义中,类型参数是一个占位符(placeholder),通常为一个大写字母(也可以使用任意非关键字和保留字的名字),如T。在客户代码声明、实例化该类型的变量时,把T替换为客户代码所指定的数据类型。泛型类,如泛型中给出的List<T>类,不能用作as-is,原因在于它不是一个真正的类型,而更像是一个类型的蓝图。要使用MyList<T>,客户代码必须在尖括号内指定一个类型参数,来声明并实例化一个已构造类型(constructed type)。这个特定类的类型参数可以是编译器识别的任何类型。可以创建任意数量的已构造类型实例,每个使用不同的类型参数,如下:

List<int> listInt = new List<int>();
List<float> listFloat = new List<float>();
List<String> listString = new List<String>();

四、泛型类型参数的约束

泛型提供了下列五种约束:

约束描述
where T : struct参数类型必须为值类型
where T : class参数类型必须为引用类型
where T : new()参数类型必须有一个公有的无参构造函数。当与其它约束联合使用时,new()约束必须放在最后。
where T : <Base Class Name>参数类型必须为指定的基类型或派生自指定基类型的子类
where T : <Interface Name>参数类型必须为指定的接口或指定接口的实现。可指定多个接口的约束。接口约束也可以是泛型的。

无限制类型参数:

  1. 不能使用!=和==对可变类型的实例进行比较,因为无法保证具体的类型参数支持这些运算符;

  2. 它们可以与System.Object相互转换,也可显式地转换成任何接口类型;

  3. 可以与null比较。如果一个无限制类型参数与null比较,当此类型参数为值类型时,比较的结果总为false。

无类型约束:当约束是一个泛型类型参数时,它就叫无类型约束(Naked type constraints)。

class List<T>
{
void Add<U>(List<U> items) where U : T
{
}
}

在上面的示例中, Add方法的上下文中的T,就是一个无类型约束;而List类的上下文中的T,则是一个无限制类型参数。

无类型约束也可以用在泛型类的定义中。注意,无类型约束一定也要和其它类型参数一起在尖括号中声明:

//naked type constraint

public class MyClass<T,U,V> where T : V

因为编译器只认为无类型约束是从System.Object继承而来,所以带有无类型约束的泛型类的用途十分有限。当你希望强制两个类型参数具有继承关系时,可对泛型类使用无类型约束。

五、泛型类

泛型类封装了不针对任何特定数据类型的操作。泛型类常用于容器类,如链表、哈希表、栈、队列、树等等。这些类中的操作,如对容器添加、删除元素,不论所存储的数据是何种类型,都执行几乎同样的操作。

通常,从一个已有的具体类来创建泛型类,并每次把一个类型改为类型参数,直至达到一般性和可用性的最佳平衡。当创建你自己的泛型类时,需要重点考虑的事项有:

  • 哪些类型应泛化为类型参数。一般的规律是,用参数表示的类型越多,代码的灵活性和复用性也就越大。过多的泛化会导致代码难以被其它的开发人员理解。

  • 如果有约束,那么类型参数需要什么样约束。一个良好的习惯是,尽可能使用最大的约束,同时保证可以处理所有需要处理的类型。例如,如果你知道你的泛型类只打算使用引用类型,那么就应用这个类的约束。这样可以防止无意中使用值类型,同时可以对T使用as运算符,并且检查空引用;

  • 把泛型行为放在基类中还是子类中。泛型类可以做基类。同样非泛型类的设计中也应考虑这一点。泛型基类的继承规则;

  • 是否实现一个或多个泛型接口。例如,要设计一个在基于泛型的容器中创建元素的类,可能需要实现类似IComparable<T>的接口,其中T是该类的参数。

对于一个泛型类Node<T>,客户代码既可指定一个类型参数来创建一个封闭构造类型(Node<int>),也可保留类型参数未指定,例如指定一个泛型基类来创建开放构造类型(Node<T>)。泛型类可以继承自具体类、封闭构造类型或开放构造类型:

// concrete type
class Node<T> : BaseNode
//closed constructed type
class Node<T> : BaseNode<int>
//open constructed type
class Node<T> : BaseNode<T>

非泛型的具体类可以继承自封闭构造基类,但不能继承自开放构造基类。这是因为客户代码无法提供基类所需的类型参数:

//No error.
class Node : BaseNode<int>
//Generates an error.
class Node : BaseNode<T>

泛型的具体类可以继承自开放构造类型。除了与子类共用的类型参数外,必须为所有的类型参数指定类型:

//Generates an error.
class Node<T> : BaseNode<T, U> {…}
//Okay.
class Node<T> : BaseNode<T, int> {…}

继承自开放结构类型的泛型类,必须指定参数类型和约束:

class NodeItem<T> where T : IComparable<T>, new() {…}
class MyNodeItem<T> : NodeItem<T> where T : IComparable<T>, new() {…}

泛型类型可以使用多种类型参数和约束:

class KeyType<K, V> {…}
class SuperKeyType<K, V, U> where U : IComparable<U>, where V : new() {…}

开放结构和封闭构造类型可以用作方法的参数:

void Swap<T>(List<T> list1, List<T> list2) {…}
void Swap(List<int> list1, List<int> list2) {…}

六、泛型接口

当一个接口被指定为类型参数的约束时,只有实现该接口的类型可被用作类型参数。

可以在一个类型指定多个接口作为约束,如下:

class Stack<T> where T : IComparable<T>, IMyStack1<T>{}

一个接口可以定义多个类型参数,如下:

IDictionary<K,V>

接口和类的继承规则相同:

//Okay.
IMyInterface: IBaseInterface<int>
//Okay.
IMyInterface<T> : IBaseInterface<T>
//Okay.
IMyInterface<T>: IBaseInterface<int>
//Error.
IMyInterface<T> : IBaseInterface2<T, U>

具体类可以实现封闭构造接口,如下:

class MyClass : IBaseInterface<string>

泛型类可以实现泛型接口或封闭构造接口,只要类的参数列表提供了接口需要的所有参数,如下:

//Okay.
class MyClass<T> : IBaseInterface<T>
//Okay.
class MyClass<T> : IBaseInterface<T, string>

泛型类、泛型结构,泛型接口都具有同样方法重载的规则。

七、泛型方法

泛型方法是声名了类型参数的方法,如下:

void Swap<T>(ref T lhs, ref T rhs)
{
T temp;
temp = lhs;
lhs = rhs;
rhs = temp;
}

下面的示例代码显示了一个以int作为类型参数,来调用方法的例子:

int a = 1;
int b = 2;
//…
Swap<int>(a, b);

也可以忽略类型参数,编译器会去推断它。下面调用Swap的代码与上面的例子等价:

Swap(a, b);

静态方法和实例方法有着同样的类型推断规则。编译器能够根据传入的方法参数来推断类型参数;而无法单独根据约束或返回值来判断。因此类型推断对没有参数的方法是无效的。类型推断发生在编译的时候,且在编译器解析重载方法标志之前。编译器对所有同名的泛型方法应用类型推断逻辑。在决定(resolution)重载的阶段,编译器只包含那些类型推断成功的泛型类。

在泛型类中,非泛型方法能访问所在类中的类型参数:

class List<T>
{
void Swap(ref T lhs, ref T rhs) { ... }
}

在泛型类中,定义一个泛型方法,和其所在的类具有相同的类型参数;试图这样做,编译器会产生警告CS0693。

class List<T>
{
void Swap<T>(ref T lhs, ref T rhs) { }
}

warning CS0693: 类型参数“T”与外部类型“List<T>”中的类型参数同名

在泛型类中,定义一个泛型方法,可定义一个泛型类中未定义的类型参数:(不常用,一般配合约束使用)

class List<T>
{
void Swap<U>(ref T lhs, ref T rhs) { } //不常用

void Add<U>(List<U> items) where U : T{} //常用
}

泛型方法通过多个类型参数来重载。例如,下面的这些方法可以放在同一个类中:

void DoSomething() { }
void DoSomething<T>() { }
void DoSomething<T, U>() { }

八、泛型中的default关键字

在泛型类和泛型方法中会出现的一个问题是,如何把缺省值赋给参数化类型,此时无法预先知道以下两点:

  1. T将是值类型还是引用类型

  2. 如果T是值类型,那么T将是数值还是结构

对于一个参数化类型T的变量t,仅当T是引用类型时,t = null语句才是合法的; t = 0只对数值的有效,而对结构则不行。这个问题的解决办法是用default关键字,它对引用类型返回空,对值类型的数值型返回零。而对于结构,它将返回结构每个成员,并根据成员是值类型还是引用类型,返回零或空。

class GenericClass<T>
{
T GetElement()
{
return default(T);
}
}

以上就是泛型的概述和具体使用的详细内容,更多请关注靠谱客其它相关文章!

最后

以上就是生动篮球为你收集整理的泛型的概述和具体使用的全部内容,希望文章能够帮你解决泛型的概述和具体使用所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错,欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。

本图文内容来源于网友提供,作为学习参考使用,或来自网络收集整理,版权属于原作者所有。
点赞(78)

评论列表共有 0 条评论

立即
投稿
返回
顶部