C#泛型學習筆記_ZenDei技術網路在線

一、什麼是泛型泛型是C#2.0推出的新語法，不是語法糖，而是2.0由框架升級提供的功能。泛型類就類似於一個模板，可以在需要時為這個模板傳入任何我們需要的類型。二、為什麼使用泛型下麵代碼演示輸出幾種類型的相關信息： class Program { /// <summary> /// 列印幫助類 ...

本筆記摘抄自：https://www.cnblogs.com/dotnet261010/p/9034594.html，記錄一下學習過程以備後續查用。

一、什麼是泛型

泛型是C#2.0推出的新語法，不是語法糖，而是2.0由框架升級提供的功能。泛型類就類似於一個模板，可以在需要時為這個模板傳入任何我們需要的類型。

二、為什麼使用泛型

下麵代碼演示輸出幾種類型的相關信息：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 列印幫助類
        /// </summary>
        public class ShowHelper
        {
            /// <summary>
            /// ShowInt
            /// </summary>
            /// <param name="intParam"></param>
            public static void ShowInt(int intParam)
            {
                Console.WriteLine($"Class={typeof(ShowHelper).Name},Type={intParam.GetType().Name},Parameter={intParam}");
            }

            /// <summary>
            /// ShowString
            /// </summary>
            /// <param name="strParam"></param>
            public static void ShowString(string strParam)
            {
                Console.WriteLine($"Class={typeof(ShowHelper).Name},Type={strParam.GetType().Name},Parameter={strParam}");
            }

            /// <summary>
            /// ShowDateTime
            /// </summary>
            /// <param name="dtParam"></param>
            public static void ShowDateTime(DateTime dtParam)
            {
                Console.WriteLine($"Class={typeof(ShowHelper).Name},Type={dtParam.GetType().Name},Parameter={dtParam}");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 非泛型列印方式一
            ShowHelper.ShowInt(123);
            ShowHelper.ShowString("Hello World.");
            ShowHelper.ShowDateTime(DateTime.Now);
            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

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運行結果如下：

上面3個方法很相似，除了參數類型不同外，實現的功能是一樣的，可以稍作優化。

下麵代碼演示使用繼承的方式輸出幾種類型的相關信息：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 列印幫助類
        /// </summary>
        public class ShowHelper
        {
            /// <summary>
            /// ShowType
            /// </summary>
            /// <param name="obj"></param>
            public static void ShowType(object obj)
            {
                Console.WriteLine($"Class={typeof(ShowHelper).Name},Type={obj.GetType().Name},Parameter={obj}");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 非泛型列印方式二
            ShowHelper.ShowType(123);
            ShowHelper.ShowType("Hello World.");
            ShowHelper.ShowType(DateTime.Now);
            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

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功能實現沒有問題，只是object與其它類型的轉換，涉及到裝箱和拆箱的過程，這個是會損耗程式的性能的。

三、泛型類型參數

在泛型類型或方法的定義中，泛型類型參數可認為是特定類型的占位符。

下麵代碼演示使用泛型的方式輸出幾種類型的相關信息：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 列印幫助類
        /// </summary>
        public class ShowHelper
        {
            /// <summary>
            /// Show
            /// </summary>
            /// <param name="obj"></param>
            public static void Show<T>(T tParam)
            {
                Console.WriteLine($"Class={typeof(ShowHelper).Name},Type={tParam.GetType().Name},Parameter={tParam}");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型列印方式
            ShowHelper.Show(123);
            ShowHelper.Show("Hello World.");
            ShowHelper.Show(DateTime.Now);
            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

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運行結果如下：

1、為什麼泛型可以解決上面的問題呢？

泛型是延遲聲明的：即定義的時候沒有指定具體的參數類型，把參數類型的聲明推遲到調用的時候才給它指定。

2、泛型究竟是如何工作的呢？

程式執行原理：控制台程式最終會編譯成一個exe程式。當exe被點擊的時候，會經過JIT(即時編譯器)的編譯，最終生成二進位代碼才能被電腦執行。

泛型工作原理：泛型加入到語法以後，VS自帶的編譯器做了升級，升級之後編譯時若遇到泛型，會做特殊的處理：生成占位符。然後經過JIT編譯的時候，

會把上面編譯生成的占位符替換成具體的數據類型。

下麵代碼演示泛型占位符：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型占位符
            Console.WriteLine(typeof(List<>));
            Console.WriteLine(typeof(Dictionary<,>));
            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

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運行結果如下：

3、泛型性能問題

下麵代碼演示泛型性能測試：

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型性能測試
            long commonTime = 0;
            long objectTime = 0;
            long genericTime = 0;
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                ShowHelper.ShowInt(123);
            }
            watch.Stop();
            commonTime = watch.ElapsedMilliseconds;

            watch.Reset();
            watch.Start();
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                ShowHelper.ShowType(123);
            }
            watch.Stop();
            objectTime = watch.ElapsedMilliseconds;

            watch.Reset();
            watch.Start();
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                ShowHelper.Show(123);
            }
            watch.Stop();
            genericTime = watch.ElapsedMilliseconds;

            Console.Clear();
            Console.WriteLine($"Common time={commonTime}ms");
            Console.WriteLine($"Object time={objectTime}ms");
            Console.WriteLine($"Generic time={genericTime}ms");
            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

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運行結果如下：

從結果可以看出，泛型的性能是最高的。

四、泛型類

下麵代碼演示泛型類：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 泛型類
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        public class GenericClass<T>
        {
            public T varT;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型類
            //T是int類型
            GenericClass<int> genericInt = new GenericClass<int>
            {
                varT = 123
            };
            Console.WriteLine($"The value of T={genericInt.varT}");
            //T是string類型
            GenericClass<string> genericString = new GenericClass<string>
            {
                varT = "123"
            };
            Console.WriteLine($"The value of T={genericString.varT}");
            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

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運行結果如下：

五、泛型介面

註：泛型在聲明的時候可以不指定具體的類型，繼承的時候也可以不指定具體類型，但是在使用的時候必須指定具體類型。

下麵代碼演示泛型介面：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 泛型介面
        /// </summary>
        public interface IGenericInterface<T>
        {
            T GetT(T t);
        }

        /// <summary>
        /// 泛型介面實現類
        /// </summary>
        /// <param name="args"></param>
        public class GenericGet<T> : IGenericInterface<T>
        {
            T varT;
            public T GetT(T t)
            {
                varT = t;
                return varT;
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型介面
            IGenericInterface<int> genericInterface = new GenericGet<int>();
            var result = genericInterface.GetT(123);
            Console.WriteLine($"Result={result}");
            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

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運行結果如下：

六、泛型委托

下麵代碼演示泛型委托：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 泛型委托
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="t"></param>
        public delegate void SayHi<T>(T t);

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型委托
            SayHi<string> sayHi = SayHello;
            sayHi("Hello World");
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// SayHello
        /// </summary>
        /// <param name="greeting"></param>
        public static void SayHello(string greeting)
        {
            Console.WriteLine($"{greeting}");
        }
    }

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運行結果如下：

七、泛型約束

泛型約束，實際上就是約束的類型T，使T必須遵循一定的規則。比如T必須繼承自某個類或者T必須實現某個介面等等。

怎樣給泛型指定約束？其實也很簡單，只需要where關鍵字，加上約束的條件。

泛型約束總共有五種：

約束	s說明
T：結構	類型參數必須是值類型
T：類	類型參數必須是引用類型；這一點也適用於任何類、介面、委托或數組類型。
T：new()	類型參數必須具有無參數的公共構造函數。當與其他約束一起使用時，new() 約束必須最後指定。
T：<基類名>	類型參數必須是指定的基類或派生自指定的基類。
T：<介面名稱>	類型參數必須是指定的介面或實現指定的介面。可以指定多個介面約束。約束介面也可以是泛型的。

7.1基類約束

下麵代碼演示基類約束：

        /// <summary>
        /// 運動類介面
        /// </summary>
        public interface ISports
        {
            void Pingpong();
        }

        /// <summary>
        /// 人類基類
        /// </summary>
        public class People
        {
            public string Name { get; set; }

            public virtual void Greeting()
            {
                Console.WriteLine("Hello World.");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 中國人
        /// </summary>
        public class Chinese : People, ISports
        {
            public void FineTradition()
            {
                Console.WriteLine("自古以來，中華民族就保持著勤勞的優良傳統。");
            }
            public override void Greeting()
            {
                Console.WriteLine("吃飯了沒？");
            }

            public void Pingpong()
            {
                Console.WriteLine("乒乓球是中國的國球。");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型約束：基類約束
            Chinese chinese = new Chinese()
            {
                Name = "中國人"
            };
            ShowPeople(chinese);
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// 基類約束
        /// </summary>
        /// <param name="obj"></param>
        public static void ShowPeople<T>(T tParam) where T:People
        {
            Console.WriteLine($"{((People)tParam).Name}");
        }
    }

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運行結果如下：

註：基類約束時，基類不能是密封類，即不能是sealed類。sealed類表示該類不能被繼承，在這裡用作約束就無任何意義了，因為sealed類沒有子類。

7.2介面約束

下麵代碼演示介面約束：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 運動類介面
        /// </summary>
        public interface ISports
        {
            void Pingpong();
        }

        /// <summary>
        /// 人類基類
        /// </summary>
        public class People
        {
            public string Name { get; set; }

            public virtual void Greeting()
            {
                Console.WriteLine("Hello World.");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 中國人
        /// </summary>
        public class Chinese : People, ISports
        {
            public void FineTradition()
            {
                Console.WriteLine("自古以來，中華民族就保持著勤勞的優良傳統。");
            }
            public override void Greeting()
            {
                Console.WriteLine("吃飯了沒？");
            }

            public void Pingpong()
            {
                Console.WriteLine("乒乓球是中國的國球。");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型約束：介面約束
            Chinese chinese = new Chinese()
            {
                Name = "中國人"
            };
            GetSportsByInterface(chinese);
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// 介面約束
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="t"></param>
        /// <returns></returns>
        public static T GetSportsByInterface<T>(T t) where T : ISports
        {
            t.Pingpong();
            return t;
        }
    }

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運行結果如下：

7.3引用類型約束 class

引用類型約束保證T一定是引用類型的。

下麵代碼演示引用類型約束：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 運動類介面
        /// </summary>
        public interface ISports
        {
            void Pingpong();
        }

        /// <summary>
        /// 人類基類
        /// </summary>
        public class People
        {
            public string Name { get; set; }

            public virtual void Greeting()
            {
                Console.WriteLine("Hello World.");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 中國人
        /// </summary>
        public class Chinese : People, ISports
        {
            public void FineTradition()
            {
                Console.WriteLine("自古以來，中華民族就保持著勤勞的優良傳統。");
            }
            public override void Greeting()
            {
                Console.WriteLine("吃飯了沒？");
            }

            public void Pingpong()
            {
                Console.WriteLine("乒乓球是中國的國球。");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型約束：引用類型約束
            Chinese chinese = new Chinese()
            {
                Name = "中國人"
            };
            GetSportsByClass(chinese);
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// 引用類型約束
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="t"></param>
        /// <returns></returns>
        public static T GetSportsByClass<T>(T t) where T : class
        {
            if (t is ISports)
            {
                (t as ISports).Pingpong();
            }
            return t;
        }
    }

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運行結果如下：

7.4值類型約束 struct

值類型約束保證T一定是值類型的。

下麵代碼演示值類型約束：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 績效工資
        /// </summary>
        public struct Achievement
        {
            public double MeritPay { get; set; }
            public string Level { get; set; }
            public double ReallyPay()
            {
                switch (Level)
                {
                    case "A":
                        MeritPay = MeritPay * 1.0;
                        break;
                    case "B":
                        MeritPay = MeritPay * 0.8;
                        break;
                    case "C":
                        MeritPay = MeritPay * 0.6;
                        break;
                    case "D":
                        MeritPay = 0;
                        break;
                    default:
                        MeritPay = 0;
                        break;
                };
                return MeritPay;
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型約束：值類型約束
            Achievement achievement = new Achievement
            {
                MeritPay = 500,
                Level = "B"
            };
            var result = GetReallyPay(achievement).ReallyPay();
            Console.WriteLine($"ReallyPay={result}");
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// 值類型約束
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="t"></param>
        /// <returns></returns>
        public static T GetReallyPay<T>(T t) where T : struct
        {
            return t;
        }
    }

View Code

運行結果如下：

7.5無參數構造函數約束 new()

下麵代碼演示無參數構造函數約束：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 運動類介面
        /// </summary>
        public interface ISports
        {
            void Pingpong();
        }

        /// <summary>
        /// 人類基類
        /// </summary>
        public class People
        {
            public string Name { get; set; }

            public virtual void Greeting()
            {
                Console.WriteLine("Hello World.");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 中國人
        /// </summary>
        public class Chinese : People, ISports
        {
            public void FineTradition()
            {
                Console.WriteLine("自古以來，中華民族就保持著勤勞的優良傳統。");
            }
            public override void Greeting()
            {
                Console.WriteLine("吃飯了沒？");
            }

            public void Pingpong()
            {
                Console.WriteLine("乒乓球是中國的國球。");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 廣東人
        /// </summary>
        public class Guangdong : Chinese
        {
            public Guangdong() { }
            public string Dialect { get; set; }
            public void Mahjong()
            {
                Console.WriteLine("這麻將上癮的時候，一個人也說是三缺一呀。");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 泛型約束：無參數構造函數約束
            Guangdong guangdong = new Guangdong()
            {
                Name = "廣東人"
            };
            GetMahjong(guangdong);
            Console.Read();
            #endregion
        }

        /// <summary>
        /// 無參數構造函數約束
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="t"></param>
        /// <returns></returns>
        public static T GetMahjong<T>(T t) where T : People, ISports, new()
        {
            if (t is