详细介绍C# 泛型
作者：haokangfan
在C#开发中，必不可少的要用到泛型。泛型是.NET2.0版本就有的，它广泛应用于C#框架中容器的使用中。下面我们来详细介绍一下。
一、泛型的主要优势
1.性能更高。
2.类型更安全。
3.代码更多的重用和扩展性。
二、泛型的基本使用
泛型的一个主要优点是性能，我们来看下面的例子：
static void Main(string[] args)
{
//不是泛型的集合类
ArrayList list = new ArrayList();
//添加一个值类型 装箱操作
list.Add(12);
//去除第一个元素12 拆箱操作
int num = (int)list[0];
Console.WriteLine(num);
Console.WriteLine("执行结束");
Console.ReadKey();
}
元数据中ArrayList类的Add方法
// // 摘要: // 将对象添加到 System.Collections.ArrayList 的结尾处。 // // 参数: // value: // 要添加到 System.Collections.ArrayList 末尾的 System.Object。该值可以为 null。 // // 返回结果: // value 已添加的 System.Collections.ArrayList 索引。 // // 异常: // T:System.NotSupportedException: // The System.Collections.ArrayList is read-only.-or- The System.Collections.ArrayList // has a fixed size. public virtual int Add(object value);
相信大家都知道，装箱拆箱是比较损耗性能的，在执行add方法是， 把值类型转换成引用类型(装箱)，取出来时在去拆箱，那怎么样才能避免这种情况发生呢？
再来看下面代码：
//泛型集合类
List<int> list = new List<int>();
list.Add(12);
int num = list[0];
Console.WriteLine(num);
Console.WriteLine("执行结束");
Console.ReadKey();
这个时候，代码并没有发生装箱拆箱操作。
元数据中List类的Add方法
// // 摘要: // 将对象添加到 System.Collections.Generic.List`1 的结尾处。 // // 参数: // item: // 要添加到 System.Collections.Generic.List`1 末尾的对象。对于引用类型，该值可以为 null。 public void Add(T item);
代码写到这里时，我们只是创建了一个List泛型集合，你可能还感觉不到泛型优势到底在哪里，你也可能不知道泛型到底是怎么用的。好,下面我们写个测试还有自己实际应用的例子。
测试arraylist和list集合的性能
static void Main(string[] args)
{
//不是泛型的集合类
ArrayList arylist = new ArrayList();
//添加一个值类型 装箱操作
//泛型集合类
List<int> list = new List<int>();
//计时类
Stopwatch watch = new Stopwatch();
watch.Start();//开始计时
for (int i = 0; i < 10000000; i++)
{
arylist.Add(i);
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("Arraylist用时："+watch.ElapsedMilliseconds);
Stopwatch watch1 = new Stopwatch();
watch1.Start();//开始计时
for (int i = 0; i < 10000000; i++)
{
list.Add(i);
}
watch1.Stop();
Console.WriteLine("list用时：" + watch1.ElapsedMilliseconds);
Console.WriteLine("执行结束");
Console.ReadKey();
}
执行结果：
以上的例子中，可以看出在计时的过程中代码写的重复了， 怎么解决这个问题呢， 泛型要排上用场了。
我们想一下，相同的操作（都是循环添加元素，计算用时）用同一个方法实现不就ok了，只不过这个方法是泛型的（可以接受ArrayList,也可以接受List），下面我们来写一下这个方法。
//我们用T来代表泛型
public static long GetTime<T>(T t)
{
Stopwatch watch = new Stopwatch();
watch.Start();//开始计时
for (int i = 0; i < 10000000; i++)
{
t.Add(i);
}
watch.Stop();
return watch.ElapsedMilliseconds;
}
但是问题来了， 这里并没有Add方法让我们使用啊。 我们的思路是把这个T在调用时可以当作ArrayList类型， 也可以当作List类型，这里就设计到了泛型约束。
三、泛型约束
如果使用泛型时， 想要调用这个泛型类型中的方法， 那么就需要添加约束。泛型约束主要有以下几种：
| 约束 | 说明 |
| where T:struct | 对于结构的约束， T必须是值类型 |
| where T:class | T必须是引用类型 |
| where T:ITest | T必须实现了ITest接口 |
| where T:Test | T必须继承基类Test |
| where T:new() | T必须有默认构造函数 |
| where T:T2 | T派生自泛型类型T2，也称为裸类型约束 |
我们接着上个泛型方法来修改，ArrayList和List都实现了接口IList ， 这个时候我们加上这个接口约束;
//我们用T来代表泛型
public static long GetTime<T>(T t)where T:IList
{
Stopwatch watch = new Stopwatch();
watch.Start();//开始计时
for (int i = 0; i < 10000000; i++)
{
t.Add(i);
}
watch.Stop();
return watch.ElapsedMilliseconds;
}
调用结果:
代码写到这里时，相信你已经对泛型有所了解了，但是真要应用到自己以后的逻辑编程中时，一定要善于总结：相同类型的相同方法，或者业务逻辑相同，只有某个判断不同时，可以用上泛型，不仅高效还代码量小。
四、应用场景示范
在我们的项目开发中，数据库的增删改查肯定是少不了的， 在这里我们用泛型来定义增删改查的泛型类。 之后建立一个用户表（实际应用中对应数据库中表结构），数据库中每一个表都可以用泛型类中定义的方法， 不需要每一个都写增删改查操作，也是面向对象编程的一种思想：
public class BaseDal<T>where T:class ,new ()
{
//以下是增删查改示范
public void Query(int id) {
Console.WriteLine(typeof(T).Name+"查询方法,id="+id);
}
public void Update(T t) {
Console.WriteLine(typeof(T).Name+"更新方法");
}
public void Delete(T t)
{
Console.WriteLine(typeof(T).Name + "删除方法");
}
public void Add(T t) {
Console.WriteLine(typeof(T).Name + "添加方法");
}
}
public class User
{
public int Id { get; set; }
public string Name { get; set; }
}
调用示范
BaseDal<User> dal = new BaseDal<User>();
var user = new User()
{
Id = 0,
Name = "用户1"
};
dal.Add(user);
dal.Query(0);
user.Name = "用户11";
dal.Update(user);
dal.Delete(user);
Console.ReadKey();
五、泛型的协变和抗变
协变和抗变主要是对参数和返回值的类型进行转换，在.NET4之后可以通过协变和抗变为泛型接口或这泛型委托添加这个扩展。
现在我们写俩个类Shape(形状)、Rectangle(矩形类)，Rectangle派生自Shape，写一个方法public static Rectangle GetRec() ;这个时候你会发现， 方法的泛型类型是抗变的， 就是我返回一个类型为Rectangle但是我可以用Shape来接收， 但泛型在NET4.0之前不支持这个方式， 泛型在NET4.0之后提供了支持泛型接口和泛型委托的协变和抗变。
普通方法抗变代码说明
//形状
public class Shape
{
public double Width { get; set; }
public double Height { get; set; }
public override string ToString()
{
return string.Format("width:{0},height:{1}",Width,Height);
}
}
//矩形
public class Rectangle : Shape {
}
///-----------------------------------方法与调用
public static Rectangle GetRec() {
return new Rectangle();
}
Shape s = GetRec();
Console.ReadKey();
1、泛型接口的协变
泛型接口在类型T前加上out关键字，这个时候泛型接口就是协变的，也就意味着返回类型只能是T。 直接看代码：
//泛型接口的协变
public interface IIndex<out T>
{
T GetT(int index);
int Count { get; }
}
public class RecCollection : IIndex<Rectangle>
{
private Rectangle[] data = new Rectangle[2] {
new Rectangle() { Width=10,Height=20 },
new Rectangle() {Width=20,Height=30 }
};
public int Count
{
get
{
return data.Count();
}
}
public Rectangle GetT(int index)
{
return data[index];
}
}
//调用
Shape s1 = new RecCollection().GetT(1);
Console.WriteLine(s1.ToString());
IIndex<Rectangle> rec = new RecCollection();
IIndex<Shape> shapes = rec;
for (int i = 0; i < shapes.Count; i++)
{
Console.WriteLine(shapes.GetT(i));
}
Console.ReadKey();
以上代码可以看出， 我们把泛型接口的泛型定义为矩形(Rectangle)， 但是在接受的时候可以用基类(Shape) ,在这里实现了协变。
2.泛型接口的抗变
如果泛型类型用in关键字标注，那么这个泛型接口就是抗变的，这样，接口只能把泛型类型T用作其方法的输入。
//泛型接口的抗变
public interface IDisplay<in T>
{
void Show(T item);
}
public class ShapeDisplay : IDisplay<Shape>
{
public void Show(Shape item)
{
Console.WriteLine(item);
}
}
//-------------------------以下调用------
Rectangle recs = new Rectangle() { Width=100,Height=200};
IDisplay<Shape> shapeDisplay = new ShapeDisplay();
shapeDisplay.Show(recs);
IDisplay<Rectangle> recDisplay = shapeDisplay;
recDisplay.Show(recs);
Console.ReadKey();
以上代码可以看出泛型也是支持抗变和协变的。
六、总结
泛型是C#语言发展带来的新方法，以上例子只是简单的运用，希望大家能通过以上例子有所启发，能在项目中更好的使用泛型。以上还有泛型缓存没有说到，大家有兴趣可以找下资料，今天就到这里吧， 没有说到的还有不好的地方， 欢迎大家指正！
以上就是详细介绍C# 泛型的详细内容，更多关于C# 泛型的资料请关注脚本之家其它相关文章！