C# 泛型

泛型（generic）是C#语言.0和通用语言运行时（CLR）的一个新特性。泛型为.NET框架引入了类型参数（type parameters）的概念。类型参数使得设计类和方法时，不必确定一个或多个具体参数，具体参数可延迟到客户代码中声明、实现。这意味着使用泛型的类型参数T，写一个类MyList<T>，客户代码可以这样调用：MyList<int>， MyList<string>或 MyList<MyClass>。这避免了运行时类型转换或装箱操作的代价和风险。
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概述：
泛型类和泛型方法兼复用性、类型安全和高效率于一身，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框架.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。要查找新的泛型容器类（collection classes）的示例代码，请参见基础类库中的泛型。
当然，你也可以创建自己的泛型类和方法，以提供你自己的泛化的方案和设计模式，这是类型安全且高效的。下面的示例代码以一个简单的泛型链表类作为示范。（多数情况下，推荐使用由.NET框架类库提供的List<T>类，而不是创建自己的表。）类型参数T在多处使用，具体类型通常在这些地方来指明表中元素的类型。类型参数T有以下几种用法：
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using System;
using System.Collections.Generic;

public class MyList<T> //type parameter T in angle brackets
{
    private Node head;
    // The nested type is also generic on T.
    private class Node 
    {
        private Node next;
        //T as private member data type:
        private T data; 
        //T used in non-generic constructor:
        public Node(T t) 
        {
            next = null;
            data = t;
        }
        public Node Next
        {
            get { return next; }
            set { next = value; }
        }
        //T as return type of property:
        public T Data 
        {
            get { return data; }
            set { data = value; }
        }
    }
    public MyList()
    {
        head = null;
    }
    //T as method parameter type:
    public void AddHead(T t) 
    {
        Node n = new Node(t);
        n.Next = head;
        head = n;
    }
    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        Node current = head;
        while (current != null)
        {
            yield return current.Data;
            current = current.Next;
        }
    }

}

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下面的示例代码演示了客户代码如何使用泛型类MyList<T>，来创建一个整数表。通过简单地改变参数的类型，很容易改写下面的代码，以创建字符串或其他自定义类型的表。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //int is the type argument.
        MyList<int> list = new MyList<int>(); 
        for (int x = 0; x < 0; x++)
        list.AddHead(x);
        foreach (int i in list)
        {
            Console.WriteLine(i);
        }
        Console.WriteLine("Done");
    }

}

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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框架基础类库的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。
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//The .NET Framework . way of creating a list

    ArrayList list = new ArrayList(); 

    list.Add(); 

    list.Add(0); 

//

    ArrayList list = new ArrayList();

    list.Add(“It is raining in Redmond.”); 

    list.Add("It is snowing in the mountains.");

//

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但是这种便利是有代价的，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。
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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类似这样的操作：
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ArrayList list = new ArrayList(); 
//Okay. 
list.Add(); 
//Okay, but did you really want to do this?
list.Add(.“It is raining in Redmond.”); 

int t = 0;
//This causes an InvalidCastException to be returned.
foreach(int x in list) 
{
    t += x;
}

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在1.0版和1.1版的C#语言中，你只有通过编写自己的特定类型容器，才能避免.NET框架类库的容器类中泛化代码（generalized code）的危险。当然，因为这样的类无法被其他的数据类型复用，也就失去泛型的优点，你必须为每个需要存储的类型重写该类。
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ArrayList和其他相似的类真正需要的是一种途径，能让客户代码在实例化之前指定所需的特定数据类型。这样就不需要向上类型转换为Object，而且编译器可以同时进行类型检查。换句话说，ArrayList需要一个类型参数。这正是泛型所提供的。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：
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The .NET Framework .0 way of creating a list
List<int> list = new List<int>();

//No boxing, no casting:
list.Add(); 
//Compile-time error:
list.Add("It is raining in Redmond.");

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。
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三、泛型类型参数
在泛型类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，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，如泛型概述中给出的MyList<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：

MyList<MyClass> list = new MyList<MyClass>();
MyList<float> list = new MyList<float>();
MyList<SomeStruct> list = new MyList<SomeStruct>();

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