泛型001

 

泛型简介

    所谓泛型：即通过参数化类型来实现在同一份代码上操作多种数据类型。泛型编程是一种编程范式，它利用“参数化类型”将类型抽象化，从而实现更为灵活的复用。

    C#泛型赋予了代码更强的类型安全，更好的复用，更高的效率，更清晰的约束。

C#泛型机制简介

    C#泛型能力由CLR在运行时支持，区别于C++的编译时模板机制，和java的编译时的“搽拭法”。这使得泛型能力可以在各个支持CLR的语言之间进行无缝的互操作。

    C#泛型代码在被编译为IL和元数据时，采用特殊的占位符来表示泛型类型，并用专有的IL指令支持泛型操作。而真正的泛型实例化工作以“on-demand”的方式，发生在JIT编译时。

C#泛型编译机制

    第一轮编译时，编译器只为Stack<T>类型产生“泛型版”的IL代码和元数据，并不进行泛型类型的实例化，T在中间只充当占位符。

    JIT编译时，当JIT编译器第一次遇到Stack<int>时，将用int类型替换“泛型版”IL代码与元数据中的T -- 进行泛型类型的实例化。

    CLR为所有类型参数为“引用类型”的泛型类型产生同一份代码，但如果类型参数为“值类型”，对每一个不同的“值类型”，CLR将为其产生一份独立的代码。

C#泛型的几个特点

    如果实例化泛型类型的参数相同，那么JIT编译器会重复使用该类型，因此C#的动态泛型能力避免了C++静态模板可能导致的代码膨胀的问题。

    C#泛型类型携带有丰富的元数据，因此C#的泛型类型可以应用于强大的反射技术。

    C#的泛型采用“基类、接口、构造器、值类型/引用类型”的约束方式来实现对类型参数的“显示约束”，提高了类型安全的同时，也丧失了C++模板基于“签名”的隐式约束所具有的高灵活性。

我们定义了一个泛型类，那么如何实现泛型类的继承呢？这里需要满足下面两点中的任何一点即可：
1、泛型类继承中，父类的类型参数已被实例化，这种情况下子类不一定必须是泛型类；
2、父类的类型参数没有被实例化，但来源于子类，也就是说父类和子类都是泛型类，并且二者有相同的类型参数；

 

总结

    C#的泛型支持包括类,结构,接口,委托共四种泛型类型,以及方法成员.

 

 

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace test2
{

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //使用string,int来实例化Test<T,S>类
            Test<string, int> t = new Test<string, int>("SHY520", 22);

            //调用泛型类中的方法
            t.SetValue();
        }
    }

    /**/
    /// <summary>
    /// 定义一个泛型类，该类有两个类型参数，分别是T,S
    /// http://lislok.cnblogs.com
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">类型参数</typeparam>
    /// <typeparam name="S">类型参数</typeparam>
    public class Test<T, S>
    {
        //泛型类的类型参数可用于类成员
        private T name123;
        private S age456;

        public Test(T Name, S Age)
        {
            this.name123 = Name;
            this.age456 = Age;
        }

        public void SetValue()
        {
            Console.WriteLine(name123.ToString());
            Console.WriteLine(age456.ToString());
        }
    }
}

 

 

    //如果这样写的话，显然会报找不到类型T,S的错误
    public class TestChild : Test<T, S> { }

    //正确的写法应该是
    public class TestChild : Test<string, int>{ }

    public class TestChild<T, S> : Test<T, S> { }

    public class TestChild<T, S> : Test<String, int> { }

接着我们来看看泛型接口，其创建以及继承规则和上面说的泛型类是一样的，看下面的代码：

    public interface IList<T> 
    {
        T[] GetElements();
    } 
    public interface IDictionary<K,V>             
    {
        void Add(K key, V value); 
    } 

    // 泛型接口的类型参数要么已实例化
    // 要么来源于实现类声明的类型参数
    class List<T> : IList<T>, IDictionary<int, T> 
    {
        public T[] GetElements() { return null; }
        public void Add(int index, T value) 
        { 
        }
    }

在来看一下泛型委托，首先我们定义一个类型参数为T的委托，然后在类中利用委托调用方法：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace GenericTest
{
    //定义一个委托，类型参数为T，返回值类型T
    //泛型委托支持在返回值和参数上应用类型参数
    delegate string GenericDelete<T>(T value);

    class test
    {
        static string F(int i) { return "SHY520"; }
        static string G(string s) { return "SHY520"; }

        static void Main(string[] args)
        {
            GenericDelete<string> G1 = G;
            GenericDelete<int> G2 = new GenericDelete<int>(F);
        }
    } 
}

        我们再来看泛型方法，C#的泛型机制只支持在方法申明上包含类型参数，也即是泛型方法。特别注意的是，泛型不支持在除了方法以外的其他类/接口成员上使用类型参数，但这些成员可以被包含在泛型类型中，并且可以使用泛型类型的类型参数。还有一点需要说的就是，泛型方法可以在泛型类型中，也可以存在于非泛型类型中。下面我们分别看一下泛型类型的申明，调用，重载和覆盖。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace GenericTest
{
    class GenericClass
    {
        //申明一个泛型方法
        public T getvalue<T>(T t)
        {
            return t;
        }

        //调用泛型方法
        //注意：在调用泛型方法时，对泛型方法的类型参数实例化
        public int useMethod()
        {
            return this.getvalue<int>(10);
        }

        //重载getvalue方法
        public int getvalue(int i)
        {
            return i;
        }
    }

    //下面演示覆盖
    //要注意的是，泛型方法被覆盖时，约束被默认继承，不需要重新指定约束关系
    abstract class Parent
    {
        public abstract K TEST<K, V>(K k, V v) where K : V;

    }

    class Child : Parent
    {
        public override T TEST<T, S>(T t, S s)
        {
            return t;
        }
    }
}

        最后我们来看一下泛型中的约束：
        C#中的泛型只支持显示的约束，因为这样才能保证C#所要求的类型安全，但显示的约束并非时必须的，如果不加约束，泛型类型参数将只能访问System.Object类型中的公有方法。“显式约束”由where子句表达，可以指定“基类约束”，“接口约束”，“构造器约束”，“值类型/引用类型约束”共四种约束。下面的例子来源于李建忠老师的讲座PPT。
1、基类约束：

    class A { public void F1() {} } 
    class B { public void F2() {} } 
    class C<S,T> 
    where S: A // S继承自A 
    where T: B // T继承自B 
    { 
    // 可以在类型为S的变量上调用F1，
    // 可以在类型为T的变量上调用F2 
    } 

2、接口约束

    interface IPrintable { void Print(); 
    }
    interface IComparable<T> { int CompareTo(T v);}
    interface IKeyProvider<T> { T GetKey(); }
    class Dictionary<K,V> 
    where K: IComparable<K> 
    where V: IPrintable, IKeyProvider<K> 
    { 
    // 可以在类型为K的变量上调用CompareTo， 
    // 可以在类型为V的变量上调用Print和GetKey 
    }

3、构造器约束

class A { public A() { } } 
class B { public B(int i) { } } 
class C<T> 
where T : new() 
{ 
//可以在其中使用T t=new T();  
} 
C<A> c=new C<A>(); //可以，A有无参构造器
C<B> c=new C<B>(); //错误，B没有无参构造器

4、值/引用类型约束

public struct A {  } 
public class B {  } 
class C<T> 
where T : struct 
{ 
// T在这里面是一个值类型 
} 
C<A> c=new C<A>(); //可以，A是一个值类型
C<B> c=new C<B>(); //错误，B是一个引用类型

 

http://www.microsoft.com/china/msdn/events/webcasts/shared/webcast/episode.aspx?newsID=1242246