泛型

来源:http://www.cnblogs.com/mcgrady/archive/2017/06/20/7007685.html
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泛型是.net 2.0就有的特性，泛型在我們的平常的開發過程中使用得也非常多，為了更深刻地理解泛型，這篇文章就來總結一下。 什麼是泛型 可以用下麵2點來概括： 1，首先泛型也是一種類型(可以通過IL代碼看出來)。 2，泛型提供了類型參數化的能力，允許用不同的類型進行實例化，可以簡單地理解為：泛型是類 ...


　　泛型是.net 2.0就有的特性，泛型在我們的平常的開發過程中使用得也非常多，為了更深刻地理解泛型，這篇文章就來總結一下。

什麼是泛型

可以用下麵2點來概括： 1，首先泛型也是一種類型(可以通過IL代碼看出來)。 2，泛型提供了類型參數化的能力，允許用不同的類型進行實例化，可以簡單地理解為：泛型是類型的模板。  

為什麼要使用泛型

下麵通過一個demo來演示不使用泛型和使用泛型的實現，進而理解為什麼要使用泛型。

 不使用泛型：

 1 /// <summary>
 2 /// 普通方法，使用ArrayList
 3 /// </summary>
 4 public static void MyNoGenericMethod()
 5 {
 6     ArrayList arrayList = new ArrayList();
 7     arrayList.Add(1);//產生裝箱
 8     arrayList.Add(2);//產生裝箱
 9     arrayList.Add("3");//編譯時沒有提示錯誤
10 
11     var result = 0;
12     foreach (int item in arrayList)
13     {
14         result += item;//運行時錯誤
15     }
16 }

 

使用泛型：

 1 /// <summary>
 2 /// 泛型，使用List<T>
 3 /// </summary>
 4 /// <returns></returns>
 5 public static void MyGenericMethod()
 6 {
 7     List<int> list = new List<int>();
 8     list.Add(1);
 9     list.Add(2);
10     //list.Add("3");//編譯時就提示錯誤
11 
12     var result = 0;
13     foreach (int item in list)
14     {
15         result += item;
16     }
17 }

 

從上面這個例子可以看到，使用泛型一是保證了類型安全，二是提高了性能，因為避免了裝箱和拆箱。

 

我們再來看一個例子，實現了一個int類型的棧，如下代碼：

 1 /// <summary>
 2 /// int類型的Stack
 3 /// </summary>
 4 public class MyIntStack
 5 {
 6     int stackPointer = 0;
 7     int[] stackArray;
 8 
 9     /// <summary>
10     /// 入棧
11     /// </summary>
12     /// <param name="x"></param>
13     public void Push(int x)
14     { 
15         
16     }
17 
18     /// <summary>
19     /// 出棧
20     /// </summary>
21     /// <returns></returns>
22     public int Pop()
23     { 
24         
25     }
26 }

 

假如要將數據類型改成float，就需要將代碼copy一份並且將數據類型改成float，這樣代碼就重覆了，時間長了很難維護，那有沒有一種方法不需要copy代碼呢？

假如引入了泛型，就不需要重覆copy代碼了，如下代碼：

 1 /// <summary>
 2 /// 泛型的stack
 3 /// </summary>
 4 /// <typeparam name="T"></typeparam>
 5 public class MyStack<T>
 6 {
 7     int stackPointer = 0;
 8     T[] stackArray;
 9 
10     /// <summary>
11     /// 入棧
12     /// </summary>
13     /// <param name="x"></param>
14     public void Push(T x)
15     {
16 
17     }
18 
19     /// <summary>
20     /// 出棧
21     /// </summary>
22     /// <returns></returns>
23     public T Pop()
24     {
25 
26     }
27 }

 

這樣，下次再換成double類型都沒有問題，所以這裡體現了泛型帶來的，代碼復用的好處。

所以，綜合上面兩個例子，我們可以總結出，使用泛型可以帶來以下好處：

1，代碼(演算法)復用。

2，類型安全。

3，提高性能，避免了裝箱和拆箱。

4，擴展性。

泛型的本質

反編譯上面示例的IL代碼，如下圖：

從上圖的IL代碼可以看出：

1，泛型其實也是一個類(class)。

2，泛型類型生成IL代碼後跟普通類型的區別是，使用了占位符'<T>'。 

泛型類型 

聲明泛型類型跟聲明普通類型差不多，不同的地方在於，泛型在類名後面放一對尖括弧，並且使用了類型參數。 泛型類型的創建過程如下圖。

 

聲明泛型類型： 
 1 /// <summary>
 2 /// 聲明泛型類
 3 /// </summary>
 4 /// <typeparam name="T1"></typeparam>
 5 /// <typeparam name="T2"></typeparam>
 6 public class MyGenericClass<TRequest, TResponse>
 7     where TRequest : class
 8     where TResponse : class
 9 {
10 
11 }

 創建構造類型和實例：

1 //創建構造類型和實例
2 var item = new MyGenericClass<Request, Response>();

 

完整代碼： 
 1 namespace ConsoleApplication11
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             //創建構造類型和實例
 8             var item = new MyGenericClass<Request, Response>();
 9 
10         }
11     }
12 
13     /// <summary>
14     /// 聲明泛型類
15     /// </summary>
16     /// <typeparam name="T1"></typeparam>
17     /// <typeparam name="T2"></typeparam>
18     public class MyGenericClass<TRequest, TResponse>
19         where TRequest : class
20         where TResponse : class
21     {
22 
23     }
24 
25     public class Request
26     { 
27         
28     }
29 
30     public class Response
31     { 
32         
33     }
34 }
View Code

 

泛型方法

泛型方法可以在泛型和非泛型類以及結構和介面中聲明，如下圖。

1，聲明泛型方法

聲明泛型方法要註意兩點，封閉在圓括弧里的方法參數，和封閉在尖括弧里的類型參數，並且可以在方法參數後面放可選的約束子句。

如下代碼：

1 /// <summary>
2 /// 泛型方法
3 /// </summary>
4 /// <typeparam name="T">類型參數</typeparam>
5 /// <param name="input">方法參數</param>
6 public static void MyGenericMethod<T>(T input) where T : class
7 { 
8     
9 }

 

2，調用泛型方法

1 var rq= new Request();
2 MyGenericMethod<Request>(rq);//原始調用

 

3，推斷類型

因為編譯器可以從我們傳入的方法參數中推斷出類型參數，所以有了推斷類型我們的調用更簡單，如下代碼：

1 MyGenericMethod(rq);//推斷類型

 

完整代碼如下：

 1 namespace ConsoleApplication13
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             //泛型方法
 8             var rq= new Request();
 9             MyGenericMethod<Request>(rq);//原始調用
10 
11             MyGenericMethod(rq);//推斷類型
12 
13         }
14 
15         /// <summary>
16         /// 泛型方法
17         /// </summary>
18         /// <typeparam name="T">類型參數</typeparam>
19         /// <param name="input">方法參數</param>
20         public static void MyGenericMethod<T>(T input) where T : class
21         { 
22             
23         }
24 
25     }
26 
27     public class Request
28     { 
29         
30     }
31 }
View Code

泛型介面

泛型介面的聲明跟普通介面的聲明差不多，不同的地方在於，泛型介面需要在介面名稱之後的尖括弧中有類型參數。 1，聲明泛型介面 如下代碼： 
1 /// <summary>
2 /// 泛型介面
3 /// </summary>
4 /// <typeparam name="T">類型參數</typeparam>
5 public interface IMyGenericInterface<T>
6 {
7     void ReturnIt(T input);
8 
9 }

 2，實現泛型介面

 1 /// <summary>
 2 /// 泛型介面實現
 3 /// </summary>
 4 /// <typeparam name="T"></typeparam>
 5 public class MyGenericInterfaceImpl<T> : IMyGenericInterface<T> where T:class
 6 {
 7     public void ReturnIt(T input)
 8     { 
 9         
10     }
11 }

 3，完整調用

 1 namespace ConsoleApplication14
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             var rq = new Request();
 8             var m = new MyGenericInterfaceImpl<Request>();
 9             m.ReturnIt(rq);
10 
11         }
12     }
13 
14     /// <summary>
15     /// 泛型介面
16     /// </summary>
17     /// <typeparam name="T">類型參數</typeparam>
18     public interface IMyGenericInterface<T>
19     {
20         void ReturnIt(T input);
21 
22     }
23 
24     /// <summary>
25     /// 泛型介面實現
26     /// </summary>
27     /// <typeparam name="T"></typeparam>
28     public class MyGenericInterfaceImpl<T> : IMyGenericInterface<T> where T:class
29     {
30         public void ReturnIt(T input)
31         { 
32             
33         }
34     }
35 
36     public class Request
37     { 
38         
39     }
40 }
View Code 

泛型委托

泛型委托的聲明跟普通委托的聲明也差不多，不同的點在於，泛型委托包括委托形參和類型參數。 1，聲明泛型委托 如下代碼： 
 1 namespace ConsoleApplication15
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             //調用泛型委托
 8             var myGenericDel = new MyGenericDel<string>(Simple.PrintString);
 9             myGenericDel += Simple.PrintUpperString;
10 
11             myGenericDel("Hello generic delegate!");
12         }
13     }
14 
15     /// <summary>
16     /// 聲明泛型委托
17     /// </summary>
18     /// <typeparam name="T"></typeparam>
19     /// <param name="input"></param>
20     public delegate void MyGenericDel<T>(T input);
21 
22     public class Simple
23     {
24         /// <summary>
25         /// 聲明方法匹配委托
26         /// </summary>
27         /// <param name="input"></param>
28         public static void PrintString(string input)
29         {
30             Console.WriteLine(input);
31         }
32 
33         /// <summary>
34         /// 聲明方法匹配委托
35         /// </summary>
36         /// <param name="input"></param>
37         public static void PrintUpperString(string input)
38         {
39             Console.WriteLine(input.ToUpper());
40         }
41 
42     }
43 }

 

2，Linq與泛型委托 說起泛型委托，就不得不提Linq中的泛型委托，.net 3.5為我們帶來了Linq和lambda表達式。 這三個泛型委托在linq中經常用到。   1)Action委托 action表示無返回值的泛型委托。 如下代碼： 
1 /// <summary>
2 /// Action泛型委托
3 /// </summary>
4 /// <typeparam name="T"></typeparam>
5 /// <param name="action"></param>
6 public static void TestAction<T>(Action<T> action, T input)
7 {
8     action(input);
9 }

 2)Func委托

func表示有返回值的泛型委托。 如下代碼： 
1 //Func委托
2 var result = list.Where(p => p < 10).ToList();

 3)Predicate委托 

predicate表示返回bool值的泛型委托。 如下代碼： 
1 //Predicate委托
2 var result2 = list.Find(p => p == 100);

 

完整代碼：

 1 namespace ConsoleApplication16
 2 {
 3     class Program
 4     {
 5         static void Main(string[] args)
 6         {
 7             //Linq與泛型委托
 8             var list = Enumerable.Range(0, 1000).ToList();
 9 
10             //Action委托
11             TestAction<int>(p => Console.WriteLine(p), 10);
12 
13             //Func委托
14             var result = list.Where(p => p < 10).ToList();
15 
16             //Predicate委托
17             var result2 = list.Find(p => p == 100);
18 
19             Console.ReadKey();
20         }
21 
22         /// <summary>
23         /// Action泛型委托
24         /// </summary>
25         /// <typeparam name="T"></typeparam>
26         /// <param name="action"></param>
27         public static void TestAction<T>(Action<T> action, T input)
28         {
29             action(input);
30         }
31 
32     }
33 }

泛型結構

//不是很常用，暫時不總結。  
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