C# 泛型及机制

客官°小女子只卖身不卖艺 2022-09-19 12:14 3阅读 0赞

## C\# 泛型及机制 ##

C\#泛型演示

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **using** System;  
2.  **using** System.Collections.Generic;  
3.  **using** System.Linq;  
4.  **using** System.Text;  
5.    
6.  **namespace** ConsoleApplication1  
7.  \{  
8.      **class** Program  
9.      \{  
10.         **static** **void** Main(**string**\[\] args)  
11.         \{  
12.             Stack<**int**> test = **new** Stack<**int**>();  
13.             test.Push(10);  
14.             Console.WriteLine(test.GetResult());  
15.             Console.Read();  
16.         \}  
17.     \}  
18.   
19.     **class** Stack<T>   
20.     \{  
21.         **private** T\[\] store;  
22.         **private** **int** size;  
23.   
24.         **public** Stack()  
25.         \{  
26.             store = **new** T\[10\];  
27.             size = 0;  
28.         \}  
29.   
30.         **public** **void** Push(T x)  
31.         \{  
32.             store\[size++\] = x;  
33.         \}  
34.   
35.         **public** T Pop()  
36.         \{  
37.             **return** store\[--size\];  
38.         \}  
39.   
40.         **public** **string** GetResult()  
41.         \{  
42.             **return** store\[--size\].ToString();  
43.         \}  
44.     \}  
45. \}

C\#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的操作多种数据类型。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“ 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 代码和元数据时，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 代码与元数据——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 “ 显式约束” ，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。

## 泛型类型 ##

C\#泛型类与结构

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **class** C<U, V> \{ \}   //合法  
2.      **class** D : C<**string**, **int**> \{ \}    //合法  
3.      **class** E<U, V> : C<U, V> \{ \}     //合法  
4.      **class** F<U, V> : C<**string**, **int**> \{ \}  //合法  
5.      //非法  
6.      //class G : C<U, V> \{ \};

C\#除可单独声明泛型类型（包括类与结构）外，也可在基类中包含泛型类型的声明。但基类如果是泛型类，它的类型参数要么已实例化，要么来源于子类（同样是泛型类型）声明的类型参数。

泛型类型的成员

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **class** D<V>  
2.     \{  
3.           
4.     \}  
5.    
6.     **class** C<V>  
7.     \{  
8.         **public** V fi1;   //声明字段  
9.         **public** D<V> f2;  //作为其它泛型类型的参数  
10.        **public** C(V x)     
11.        \{  
12.            **this**.fi1 = x;  
13.        \}  
14.    \}

泛型类型的成员可以使用泛型类型声明中的类型参数。但类型参数如果没有任何约束，则只能在该类型上使用从System.Object继承的公有成员。

泛型接口

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **interface** IList<T>  
2.     \{  
3.         T\[\] GetElements();  
4.     \}  
5.     **interface** IDictionary<K, V>  
6.     \{  
7.         **void** Add(K key, V value);  
8.     \}  
9.    
10.    **class** List<T> : IList<T>,IDictionary<**int**,T>  
11.    \{  
12.   
13.        **public** **void** Add(**int** key, T value)  
14.        \{  
15.            **throw** **new** NotImplementedException();  
16.        \}  
17.   
18.        **public** T\[\] GetElements()  
19.        \{  
20.            **throw** **new** NotImplementedException();  
21.        \}  
22.    \}

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。

泛型委托

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **delegate** **bool** Predicate<T>(T value);  
2.      **class** X  
3.      \{  
4.          **static** **bool** F(**int** i)\{ **return** **true**;\}  
5.          **static** **bool** G(**string** s) \{ **return** **false**; \}  
6.    
7.          **static** **void** Main()  
8.          \{  
9.              Predicate<**string**> P2 = G;  
10.             Predicate<**int**> p1 = **new** Predicate<**int**>(F);  
11.         \}  
12.     \}

泛型委托支持在委托返回值和参数上应用参数类型，这些参数类型同样可以附带合法的约束。

##        泛型方法 ##

泛型方法简介

•C\#泛型机制只支持 “在方法声明上包含类型参数”——即泛型方法  
•C\#泛型机制不支持在除方法外的其他成员（包括属性、事件、索引器、构造器、析构器）的声明上包含类型参数，但这些成员本身可以包含在泛型类型中，并使用泛型类型的类型参数  
• 泛型方法既可以包含在泛型类型中，也可以包含在非泛型类型中

泛型方法的声明与调用

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **public** **class** Finder  
2.     \{  
3.         //泛型方法的声明  
4.         **public** **static** **int** Find<T>(T\[\] items, T item)  
5.         \{  
6.             **for** (**int** i = 0; i < items.Length; i++)  
7.             \{  
8.                 **if** (items\[i\].Equals(item))  
9.                 \{  
10.                    **return** i;  
11.                \}  
12.            \}  
13.            **return** -1;  
14.        \}  
15.   
16.        //泛型方法的调用  
17.        **int** i = Finder.Find<**int**>(**new** **int**\[\] \{ 1,3,4,5,6\}, 6);  
18.    \}

泛型方法的重载

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **public** **class** MyClass  
2.     \{  
3.         **void** F1<T>(T\[\] a,**int** i);  
4.         **void** F1<U>(U\[\] a, **int** i);   //不可以构成重载方法  
5.    
6.         **void** F2<T>(**int** x);  
7.         **void** F2(**int** x);     //可以构成重载方法  
8.    
9.         **void** F3<T>(T t) where T : A;  
10.        **void** F3<T>(T t) where T : B;  
11.    \}  
12.   
13.    **class** A\{\}  
14.    **class** B \{ \}

泛型方法的重写

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **abstract** **class** Base  
2.     \{  
3.         **public** **abstract** T F<T, U>(T t, U u) where U : T;  
4.         **public** **abstract** T G<T>(T t) where T : IComparable;  
5.     \}  
6.    
7.     **class** Derived : Base  
8.     \{  
9.         // 合法的重写，约束被默认继承  
10.        **public** **override** T F<T, U>(T t, U u)  
11.        \{  
12.            **throw** **new** NotImplementedException();  
13.        \}  
14.   
15.        // 非法的重写，指定任何约束都是多余的  
16.        **public** **override** T G<T>(T t) where T:IComparable  
17.        \{  
18.            **throw** **new** NotImplementedException();  
19.        \}  
20.    \}

##        泛型约束 ##

泛型约束简介

•C\#泛型要求对“ 所有泛型类型或泛型方法的类型参数” 的任何假定，都要基于“ 显式的约束” ，以维护C\#所要求的类型安全。  
•“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。  
•“显式约束” 并非必须，如果没有指定“ 显式约束” ，泛型类型参数将只能访问System.Object类型中的公有方法。

基类约束

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **class** A\{ **public** **void** F1()\{\} \}  
2.      **class** B \{ **public** **void** F2()\{\} \}  
3.      **class** C<S,T>  
4.          where S:A   //S继承自A  
5.          where T:B   //T继承自B  
6.      \{  
7.          //可以在类型为S的变量上调用F1  
8.          //可以在类型为T的变量上调用F2  
9.            
10.     \}

接口约束

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  //接口约束   
2.      **interface** IPrintable\{ **void** Print();\}  
3.      **interface** IComparable<T>\{ **int** CompareTo(T v);\}  
4.      **interface** IKeyProvider<T>\{T GetKey();\}  
5.    
6.      **class** Dictionary<K,V>  
7.          where K:IComparable<K>  
8.          where V:IPrintable,IKeyProvider<K>  
9.      \{  
10.         //  可以在类型为K的变量上调用CompareTo，  
11.         //  可以在类型为V的变量上调用Print和GetKey  
12.     \}

构造器约束

**\[csharp\]**  [view plain][] [copy][view plain]

1.  **class** A\{ **public** A()\{\}\}  
2.     **class** B\{ **public** B(**int** i)\{\}\}  
3.    
4.     **class** W<T> where T:**new**()  
5.     \{  
6.           
7.     \}  
8.    **public** **class** test  
9.    \{  
10.       W<A> c=**new** W<A>();   //可以A有无参构造函数  
11.       W<B> c=**new** W<B>();   //错误，B没有无参构造器  
12.   \}

值类型/引用类型约束

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[view plain]: http://blog.csdn.net/yjjm1990/article/details/9498923#
[SouthEast]: /images/20220828/ef3afed39aee44a1899f9f43e7bb82c7.png