一、泛型入門:
我們先來看一個最爲常見的泛型類型List<T>的定義
(真正的定義比這個要複雜的多,我這裏刪掉了很多東西)
[Serializable]public class List<T> : IList<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>{ public T this[int index] { get; set; } public void Add(T item); public void Clear(); public bool Contains(T item); public int IndexOf(T item); public bool Remove(T item); public void Sort(); public T[] ToArray(); }
List後面緊跟着一個<T>表示它操作的是一個未指定的數據類型
(T代表着一個未指定的數據類型)
可以把T看作一個變量名,T代表着一個類型,
在List<T>的源代碼中任何地方都能使用T
T被用作方法的參數和返回值
Add方法接收T類型的參數,ToArray方法返回一個T類型的數組
注意:
泛型參數應該以T開頭,要麼就叫T,要麼就叫TKey、TValue之類的;
這跟接口要以I開頭是一樣的,這是約定。
下面來看一段使用泛型類型的代碼
var a = new List<int>(); a.Add(1); a.Add(2); //這是錯誤的,因爲你已經指定了泛型類型爲int,就不能在這個容器中放入其他的值 //這是編譯器錯誤,更提升了排錯效率,如果是運行期錯誤,不知道要多麼煩人 a.Add("3"); var item = a[2];
請注意上面代碼裏的註釋
二、泛型的作用(1):
作爲程序員,寫代碼時刻不忘代碼重用。
代碼重用可以分成很多類,其中算法重用就是非常重要的一類
假設你要爲一組整型數據寫一個排序算法,又要爲一組浮點型數據寫一個排序算法
如果沒有泛型類型,你會怎麼做呢?
你可能想到了方法的重載
寫兩個同名方法,一個方法接收整型數組,另一個方法接收浮點型的數組
但有了泛型,你就完全不必這麼做,只要設計一個方法就夠用了,你甚至可以用這個方法爲一組字符串數據排序
三、泛型的作用(2):
假設你是一個方法的設計者,
這個方法需要有一個輸入參數,但你並能確定這個輸入參數的類型
那麼你會怎麼做呢?
有一部分人可能會馬上反駁:“不可能有這種時候!”
那麼我會跟你說,編程是一門經驗型的工作,你的經驗還不夠,還沒有碰到過類似的地方。
另一部分人可能考慮把這個參數的類型設置成Object的
這確實是一種可行的方案
但會造成下面兩個問題
如果我給這個方法傳遞整形的數據
(值類型的數據都一樣)
就會產生額外的裝箱、拆箱操作
造成性能損耗
如果你這個方法裏的處理邏輯不適用於字符串的參數
而使用者又傳了一個字符串進來
編譯器是不會報錯的,
只有在運行期纔會報錯
(如果質管部門沒有測出這個運行期BUG,那麼不知道要造成多大的損失呢)
這就是我們常說的:類型不安全
四、泛型的示例:
像List<T>和Dictionary<TKey,TValue>之類的泛型類型我們經常用到
下面我介紹幾個不常用到的泛型類型
ObservableCollection<T>
當這個集合發生改變後會有相應的事件得到通知
請看如下代碼:
static void Main(string[] args) { var a = new ObservableCollection<int>(); a.CollectionChanged += a_CollectionChanged; } static void a_CollectionChanged(object sender, NotifyCollectionChangedEventArgs e) { //可以通過Action來判斷是什麼操作觸發了事件 //e.Action == NotifyCollectionChangedAction.Add //可以根據以下兩個屬性來得到更改前和更改後的內容 //e.NewItems; //e.OldItems;}
使用這個集合需要引用如下兩個名稱空間
using System.Collections.ObjectModel;using System.Collections.Specialized;
BlockingCollection<int>是線程安全的集合
來看看下面這段代碼
var bcollec = new BlockingCollection<int>(2);//試圖添加1-50Task.Run(() =>{ //並行循環 Parallel.For(1, 51, i => { bcollec.Add(i); Console.WriteLine("加入:" + i); }); }); Thread.Sleep(1000); Console.WriteLine("調用一次Take"); bcollec.Take();//等待無限長時間Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
輸出結果爲:
加入:1加入:37調用一次Take 加入:13
BlockingCollection<int>還可以設置CompleteAdding和IsCompleted屬性來拒絕加入新元素
.NET類庫還提供了很多的泛型類型,在這裏就不一一例舉了
五、泛型的繼承:
在.net中一切都繼承自Object
泛型也不例外
泛型類型可以繼承自其他類型
來看一下如下代碼
public class MyType { public virtual string getOneStr() { return "base object Str"; } }public class MyOtherType<T> : MyType { public override string getOneStr() { return typeof(T).ToString(); } }class Program { static void Main(string[] args) { MyType target = new MyOtherType<int>(); Console.WriteLine(target.getOneStr()); Console.ReadKey(); } }
泛型類型MyOtherType<T>成功的重寫了非泛型類型MyType的方法
如果我試圖按如下方式從MyOtherType<T>類型派生子類型就會導致編譯器錯誤
//編譯期錯誤public class MyThirdType : MyOtherType<T>{ }
但是如果寫成這種方式,就不會出錯
public class MyThirdType : MyOtherType<int> { public override string getOneStr() { return "MyThirdType"; } }
如果一個方法接收MyThirdType類型的參數,
那麼不能將一個MyOtherType<int>的實例傳遞給這個方法
然而一個方法如果接收MyOtherType<int>類型的參數
卻可以把MyThirdType類型的實例傳遞給這個方法
寫成如下方式也不會出錯
public class MyThirdType<T> : MyOtherType<T> { public override string getOneStr() { return typeof(T).ToString() + " from MyThirdType"; } }
此中訣竅,只可意會,不可言傳
六、泛型接口
.NET類庫裏有很多泛型的接口
比如:IEnumerator<T>、IList<T>等
這裏不對這些接口做詳細描述了
值說說爲什麼要有泛型接口。
其實泛型接口出現的原因和泛型出現的原因類似
拿IComparable這個接口來說,
此接口只描述了一個方法:
int CompareTo(object obj);
大家看到,如果是值類型的參數,勢必會導致裝箱和拆箱操作
同時,也不是強類型的,不能在編譯期確定參數的類型
有了IComparable<T>就解決掉這個問題了
int CompareTo(T other);
七、泛型委託
委託描述方法,
泛型委託的由來和泛型接口類似
定義一個泛型委託也比較簡單:
public delegate void MyAction<T>(T obj);
這個委託描述一類方法
這類方法接收T類型的參數,沒有返回值
來看看使用這個委託的方法
public delegate void MyAction<T>(T obj);static void Main(string[] args) { var method = new MyAction<int>(printInt); method(3); Console.ReadKey(); }static void printInt(int i) { Console.WriteLine(i); }
由於定義委託比較繁瑣
.NET類庫在System名稱空間,下定義了三種比較常用的泛型委託
Predicate<T>委託:
public delegate bool Predicate<T>(T obj);
這個委託描述的方法爲接收一個T類型的參數,返回一個BOOL類型的值,一般用於比較方法
Action<T>委託
public delegate void Action<T>(T obj);
public delegate void Action<T1, T2>(T1 arg1, T2 arg2);
這個委託描述的方法,接收一個或多個T類型的參數(最多16個,我這裏只寫了兩種類型的定義方式),沒有返回值
Func<T>委託
public delegate TResult Func<TResult>();
public delegate TResult Func<T, TResult>(T arg);
這個委託描述的方法,接收零個或多個T類型的參數(最多16個,我這裏只寫了兩種類型的定義方式),
與Action委託不同的是,它有一個返回值,返回值的類型爲TResult類型的
關於委託的描述,您還可以看我這篇文章
30分鐘LINQ教程
八、泛型方法
泛型類型中的T可以用在這個類型的任何地方
然而有些時候,我們不希望在使用類型的時候就指定T的類型
我們希望在使用這個類型的方法時,再指定T的類型
來看看如下代碼:
public class MyClass { public TParam CompareTo<TParam>(TParam other) { Console.WriteLine(other.ToString()); return other; } }
上面的代碼中MyClass並不是一個泛型類型
但這個類型中的CompareTo<TParam>()卻是一個泛型方法
TParam可以用在這個方法中的任何地方。
使用泛型方法一般用如下代碼就可以了:
obj.CompareTo<int>(4); obj.CompareTo<string>("ddd");
然而,你可以寫的更簡單一些,寫成如下的方式
obj.CompareTo(2); obj.CompareTo("123");
有人會問:“這不可能,沒有指定CompareTo方法的TParam類型,肯定會編譯出錯的”
我告訴你:不會的,編譯器可以幫你完成類型推斷的工作。
注意:
如果你爲一個方法指定了兩個泛型參數,而且這兩個參數的類型都是T,
那麼如果你想使用類型推斷,你必須傳遞兩個相同類型的參數給這個方法
不能一個參數用string類型,另一個用object類型,這會導致編譯錯誤。
九、泛型約束
我們設計了一個泛型類型
很多時候,我們不希望使用者傳入任意類型的參數
也就是說,我們希望“約束”一下T的類型
來看看如下代碼:
public class MyClass<T> where T : IComparable<T> { public int CompareTo(T other) { return 0; } }
上面的代碼要求T類型必須實現了IComparable<T>接口
如你所見:泛型的約束通過關鍵字where來實現。
泛型方法當然也可以通過類似的方式對泛型參數進行約束
請看如下代碼:
public class MyClass { public TParam CompareTo<TParam>(TParam other) where TParam:class { Console.WriteLine(other.ToString()); return other; } }
上面代碼中用了class關鍵字約束泛型參數TParam;具體稍後解釋。
注意1:
如果我有一個類型也定義爲MyClass<T>但沒有做約束,
那麼這個時候,做過約束的MyClass<T>將與沒做約束的MyClass<T>衝突,編譯無法通過
注意2:
當你重寫一個泛型方法時,如果這個方法指定了約束
在重寫這個方法時,不能再指定約束了
注意3:
雖然我上面的例子寫的是接口約束,但你完全可以寫一個類型,比如說BaseClass
而且,只要是繼承自BaseClass的類型都可以當作T類型使用,你不要試圖約束T爲Object類型,編譯不會通過的。(傻子才這麼幹)
注意4:
有兩個特殊的約束:class和struct。
where T : class 約束T類型必須爲引用類型
where T : struct 約束T類型必須爲值類型
注意5:
如果你沒有對T進行class約束,
那麼你不能寫這樣的代碼:T obj = null; 這無法通過編譯,因爲T有可能是值類型的。
如果你沒有對T進行struct約束,也沒有對T進行new約束
那麼你不能寫這樣的代碼:T obj = new T(); 這無法通過編譯,因爲值類型肯定有無參數構造器,而引用類型就不一定了。
如果你對T進行了new約束:where T : new(); 那麼new T()就是正確的,因爲new約束要求T類型有一個公共無參構造器。
注意6:
就算沒有對T進行任何約束,也有一個辦法來處理值類型和引用類型的問題
T temp = default(T);
如果T爲引用類型,那麼temp就是null;如果T爲值類型,那麼temp就是0;
注意7:
試圖對T類型的變量進行強制轉化,一般情況下會報編譯期錯誤。
但你可以先把T轉化成object再把object轉化成你要的類型(一般不推薦這麼做,你應該考慮把T轉化成一個約束兼容的類型)
你也可以考慮用as操作符進行類型轉化,這一般不會報錯,但只能轉化成引用類型。
關於泛型約束的內容,我在這篇文章裏也有提到
30分鐘linq教程
十、逆變和協變
一般情況下,我們使用泛型時,由T標記的泛型類型是不能更改的
也就是說,如下兩種寫法都是錯誤的
var a = new List<object>(); List<string> b = a;var c = new List<string>(); List<object> d = c;
注意:這裏沒有寫強制轉換,即使寫了強制轉換也是錯誤的,編譯就無法通過
然而泛型提供了逆變和協變的特性,
有了這兩種特性,這種轉換就成爲了可能。
逆變:
泛型類型T可以從基類型更改爲該類的派生類型,
用in關鍵字標記逆變形式的類型參數,
而且這個參數一般作輸入參數。
協變:
泛型類型T可以從派生類型更改爲它的基類型,
用out關鍵字來標記協變形式的類型參數,
而且這個參數一般作爲返回值
如果我們定義了一個這樣的委託:
public delegate TResult MyAction<in T,out TResult>(T obj);
那麼,就可以讓如下代碼通過編譯(不用強制轉換)
var a = new MyAction<object, ArgumentException>(o => new ArgumentException(o.ToString())); MyAction<string, Exception> b = a;
這就是逆變和協變的威力。
注意:
只有接口和委託的泛型類型纔可以使用逆變和協變的特性
原文地址:http://www.cnblogs.com/liulun/archive/2013/05/02/3033599.html