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C#泛型演示

編輯:C#入門知識

class Stack<T>
{
   private T[] store;
   private int size
   public Stack()
  {
    store = new T[10];
    size = 0;
 }

 public void Push(T x)
 {
    store[size++] = x;
 }

 public void T Pop()
 {
    return store[--size];
 }
}

Stack<int> x = new Stack<int>();
x.Push(17);

泛型簡介

   所謂泛型:即通過參數化類型來實現在同一份代碼上操作多種數據類型。泛型編程是一種編程范式,它利用“參數化類型”將類型抽象化,從而實現更為靈活的復用。

   C#泛型賦予了代碼更強的類型安全,更好的復用,更高的效率,更清晰的約束。

C#泛型機制簡介

   C#泛型能力由CLR在運行時支持,區別於C++的編譯時模板機制,和java的編譯時的“搽拭法”。這使得泛型能力可以在各個支持CLR的語言之間進行無縫的互操作。

   C#泛型代碼在被編譯為IL和元數據時,采用特殊的占位符來表示泛型類型,並用專有的IL指令支持泛型操作。而真正的泛型實例化工作以“on-demand”的方式,發生在JIT編譯時。

C#泛型編譯機制

   第一輪編譯時,編譯器只為Stack<T>類型產生“泛型版”的IL代碼和元數據,並不進行泛型類型的實例化,T在中間只充當占位符。

   JIT編譯時,當JIT編譯器第一次遇到Stack<int>時,將用int類型替換“泛型版”IL代碼與元數據中的T -- 進行泛型類型的實例化。

   CLR為所有類型參數為“引用類型”的泛型類型產生同一份代碼,但如果類型參數為“值類型”,對每一個不同的“值類型”,CLR將為其產生一份獨立的代碼。

C#泛型的幾個特點

   如果實例化泛型類型的參數相同,那麼JIT編譯器會重復使用該類型,因此C#的動態泛型能力避免了C++靜態模板可能導致的代碼膨脹的問題。

   C#泛型類型攜帶有豐富的元數據,因此C#的泛型類型可以應用於強大的反射技術。

   C#的泛型采用“基類、接口、構造器、值類型/引用類型”的約束方式來實現對類型參數的“顯示約束”,提高了類型安全的同時,也喪失了C++模板基於“簽名”的隱式約束所具有的高靈活性。

C#泛型類與結構

class C<U,V>{} //合法
class D:C<string,int>{} //合法
class E<U,V>:C<U,V>{} //合法
class F<U,V>:C<string,int>{} //合法
class G:C<U,V>{} //非法

   C#除可單獨聲明泛型類型(包括類與結構)外,也可在基類中包含泛型類型的聲明。但基類如果是泛型類,他的類型參數要麼已實例化,要麼來源子類(同樣是泛型類型)聲明的類型參數。

泛型類型的成員

class C<V>
{
   public V f1; //聲明字段
   public D<V> f2; //作為其他泛型類型 的參數
   public C<V x>
   {
      this.f1 = x;
   }
}

   泛型類型的成員可以使用泛型類型聲明中的類型參數。但類型參數如果沒有任何約束,則只能在該類型上使用從System.Object繼承的共有成員。

泛型接口

interface IList<T>
{
   T[] GetElements();
}
interface IDictionary<K,V>
{
   void Add(K key,V value);
}
//泛型接口的類型參數要麼已實例化
//要麼來源於實現類聲明的類型參數

class List<T>:IList<T>,IDictionary<int,T>
{
   public T[] GetElements{}
   {
      return null;
   }
   public void Add(int index,T value){}
}

泛型委托

delegate bool Predicate<T>(T value);
class X
{
    static bool F(int i){...}
    static bool G(string s){...}
    static void Main()
    {
         Predicate<string> p2 = G;
         Predicate<int> p1 = new Predicate<int>(F);
    }
}
    泛型委托支持返回值和參數哂納感應用參數類型,這些參數類型同樣可以附帶合法的約束。

泛型方法的簡介

   C#泛型機制只支持“在方法聲明上包含類型參數” -- 即泛型方法。

   C#泛型機制不支持在除方法外的其他成員(包括屬性、事件、索引器、構造器、析構器)的聲明上包含類型參數,但這些成員本身可以包含在泛型類型中,並使用泛型類型的類型參數。

   泛型方法既可以包含在泛型類型中,也可以包含在非泛型類型中。

泛型方法的聲明與調用

public class Finder
{
   // 泛型方法的聲明
   public static int Find<T>(T[] items,T item)
   {
       for(int i=0;i<items.Length;i++)
       {
            if(items[i].Equals(item)
           {
               return i;
           }
       }
       return -1;
   }
}

// 泛型方法的調用
int i = Finder.Find<T>(new int[]{1,3,4,5,6,8,9},6);

泛型編程
泛型方法的重載

class MyClass
{
   void F1<T>(T[] a,int i); // 不可以構成重載方法
   void F1<U>(U[] a,int i);

   void F2<T>(int x); // 可以構成重載方法
   void F2(int x);

   void F3<T>(T t) where T : A; // 不可以構成重載方法
   void F3<T>(T t) where T : B;
}

泛型方法的重寫

abstract class Base
{
   public abstract T F<T,U>(T t,U u) where U : T;
   public abstract T G<T>(T t) where U : IComparable;
}
class Derived:Base
{
   // 合法的重寫,約束被默認繼承
   public override X F(X,Y)(X x,Y y){}

   // 非法的重寫,指定任何約束都是多余的
   public override T G<T>(T t) where T : Comparable{}
}

泛型約束簡介

   C#泛型要求對"所有泛型類型或泛型方法的類型參數"的任何假定,都要基於"顯式的約束",以維護C#所要求的類型安全.

   "顯式約束"有where字句表達,可以指定"基類約束","接口約束","構造器約束","值類型/引用類型約束"共四中約束.

   "顯示約束"並非必須,如果沒有指定"顯式約束",泛型類型參數將只能訪問System.Object類型中的公有方法.

基類約束

class A
{
   public void F1(){}
}
class B
{
   public void F2(){}
}

class C(S,T)
where S:A // S繼承自A
where T:B // T繼承自B
{
   // 可以在類型為S的變量上調用F1
   // 可以在類型為T的變量上調用F2
}

接口約束

interface IPrintable{coid Print();}
interface IComparable<T>{int CompareTo(T v);}
interface IKeyProvider<T>{T HetKey();}

class Dictionary<K,V>
  where K:IComparable<K>
  where V:IPrintable,IKeyProvider<K>
{
   // 可以在類型為K的變量上調用CompareTo
   // 可以在類型為V的變量上調用Print和GetKey
}

構造器約束

class A
{
   public A(){}
}
class B
{
   public B(int i)()
}

class C<T&

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