C# 泛型的简单理解(安全、集合、方法、约束、继承)分享
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前言
泛型允许你在编译时实现类型安全。它们允许你创建一个数据结构而不限于一特定的数据类型。然而，当使用该数据结构时，编译器保证它使用的类型与类型安全是相一致的。泛型提供了类型安全,但是没有造成任何性能损失和代码臃肿。在这方面，它们很类似于C++中的模板，不过它们在实现上是很不同的。
使用泛型集合
.NET 2.0的System.Collections.Generics 命名空间包含了泛型集合定义。各种不同的集合/容器类都被"参数化"了。为使用它们,只需简单地指定参数化的类型即可。
ArrayList array = new ArrayList();
array.Add(3);
array.Add(4);
array.Add(5.0);
int total = 0;
foreach (int val in array)
{
total = total + val;
}
Console.WriteLine("Total is {0}", total);
这段代码编译肯定没问题的，不过在运行的时候就会报错。因为在foreach哪里定义的都是int，而在添加的是5.0很明显是个double类型的。
List<int> aList = new List<int>();
aList.Add(3);
aList.Add(4);
//aList.Add(5.0);
int totalList = 0;
foreach(int val in aList)
{
totalList = totalList + val;
}
Console.WriteLine("Total is {0}", totalList);
这段代码其实也没什么问题，如果把注释的哪一行的注释去掉，那么在编译的时候就直接报错了，因为编译器指出它不能发送值5.0到方法Add(),因为该方法仅接受int型。
不同于ArrayList,这里的代码实现了类型安全。
CLR对于泛型的支持
泛型不仅是一个语言级上的特征。.NET CLR能识别出泛型。在这种意义上说,泛型的使用是.NET中最为优秀的特征之一。对每个用于泛型化的类型的参数，类也同样没有脱离开微软中间语言(MSIL)。换句话说,你的配件集仅包含你的参数化的数据结构或类的一个定义，而不管使用多少种不同的类型来表达该参数化的类型。例如,如果你定义一个泛型类型MyList＜T＞，仅仅该类型的一个定义出现在MSIL中。当程序执行时,不同的类被动态地创建,每个类对应该参数化类型的一种类型。如果你使用MyList＜int＞和MyList＜double＞，有两种类即被创建。
接下来创建一个简单的泛型类
public class MyList<T>
{
private static int objCount = 0;
public MyList()
{
objCount++;
}
public int Count
{
get { return objCount; }
}
}
该例中，我创建了一个称为MyList泛型类。为把它参数化，我简单地插入了一个尖括号。在＜＞内的T代表了实际的当使用该类时要指定的类型。在MyList类中，定义了一个静态字段objCount。我在构造器中增加它的值。因此我能发现使用我的类的用户共创建了多少个那种类型的对象。属性Count返回与被调用的实例同类型的实例的数目。
public class SampleClass
{
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MyList<int> myIntList=new MyList<int>();
MyList<int> myIntList2=new MyList<int>();
MyList<double> myDoubleList=new MyList<double>();
MyList<SampleClass> mySampleList=new MyList<SampleClass>();
Console.WriteLine(myIntList.Count);
Console.WriteLine(myIntList2.Count);
Console.WriteLine(myDoubleList.Count);
Console.WriteLine(mySampleList.Count);
Console.WriteLine(new MyList<SampleClass>().Count);
Console.ReadLine();
}
}
在Main()方法,我创建了MyList＜int＞的两个实例，一个MyList＜double＞的实例，还有两个MyList＜SampleClass＞的实例--其中SampleClass是我已定义了的类。问题是:Count(上面的程序的输出)的值该是多少？在你继阅读之前，试一试回答这个问题。
前面两个2对应MyList＜int＞，第一个1对应MyList＜double＞，第二个1对应MyList＜SampleClass＞--在此，仅创建一个这种类型的实例。最后一个2对应MyList＜SampleClass＞，因为代码中又创建了这种类型的另外一个实例。上面的例子说明MyList＜int＞是一个与MyList＜double＞不同的类，而MyList＜double＞又是一个与MyList＜SampleClass＞不同的类。因此，在这个例中,我们有四个类：MyList: MyList＜T＞，MyList＜int＞，MyList＜double＞和MyList＜X＞。注意，虽然有4个MyList类，但仅有一个被存储在MSIL。怎么能证明这一点？请看下图显示出的使用工具ildasm.exe生成的MSIL代码。
泛型方法
除了有泛型类，你也可以有泛型方法。泛型方法可以是任何类的一部分。
public static void Copy<T>(List<T> source, List<T> destination)
{
foreach (T obj in source)
{
destination.Add(obj);
}
}
static void Main(string[] args)
{
List<int> lst1 = new List<int>();
lst1.Add(2);
lst1.Add(4);
List<int> lst2 = new List<int>();
Copy(lst1, lst2);
Console.WriteLine(lst2.Count);
Console.ReadLine();
}
Copy()方法就是一个泛型方法，它与参数化的类型T一起工作。当在Main()中激活Copy()时，编译器根据提供给Copy()方法的参数确定出要使用的具体类型。
约束机制及其优点
一个泛型类允许你写自己的类而不必拘泥于任何类型，但允许你的类的使用者以后可以指定要使用的具体类型。通过对可能会用于参数化的类型的类型施加约束，这给你的编程带来很大的灵活性--你可以控制建立你自己的类。让我们分析一个例子：
public static T Max<T>(T op1, T op2)
{
if (op1.CompareTo(op2) < 0)
return op1;
return op2;
}
编译代码将会有一个错误。
假定我需要这种类型以支持CompareTo()方法的实现。我能够通过加以约束--为参数化类型指定的类型必须要实现IComparable接口--来指定这一点。
public static T Max<T>(T op1, T op2)where T:IComparable
{
if (op1.CompareTo(op2) < 0)
return op1;
return op2;
}
好了，我指定的约束是，用于参数化类型的类型必须继承自(实现)Icomparable。现在可以编译成功，并且调用了。
下面的约束是可以使用的：
where T : struct 类型必须是一种值类型(struct)
where T : class 类型必须是一种引用类型(class)
where T : new() 类型必须有一个无参数的构造器
where T : class_name 类型可以是class_name或者是它的一个子类
where T : interface_name 类型必须实现指定的接口
你可以指定约束的组合，就象: where T : IComparable, new()。这就是说，用于参数化类型的类型必须实现Icomparable接口并且必须有一个无参构造器。
继承与泛型
一个使用参数化类型的泛型类，象MyClass1＜T＞，称作开放结构的泛型。一个不使用参数化类型的泛型类，象MyClass1＜int＞,称作封闭结构的泛型。
你可以从一个封闭结构的泛型进行派生；也就是说，你可以从另外一个称为MyClass1的类派生一个称为MyClass2的类，就象：
public class MyClass2＜T＞ : MyClass1＜int＞
你也可以从一个开放结构的泛型进行派生，如果类型被参数化的话，如：
public class MyClass2＜T＞ : MyClass2＜T＞
是有效的，但是
public class MyClass2＜T＞ : MyClass2＜Y＞
是无效的,这里Y是一个被参数化的类型。非泛型类可以从一个封闭结构的泛型类进行派生，但是不能从一个开放结构的泛型类派生。
public class MyClass : MyClass1＜int＞
是有效的, 但是
public class MyClass : MyClass1＜T＞
是无效的。