C#泛型编程.docx

1、C#泛型编程C#泛型编程 泛型：通过参数化类型来实现在同一份代码上操作多种数据类型。利用“参数化类型”将类型抽象化，从而实现灵活的复用。例子代码：classProgramstaticvoid Main(string args)int obj = 2;Test test = newTest(obj);Console.WriteLine(int: + test.obj);string obj2 = hello world;Test test1 = newTest(obj2);Console.WriteLine(String: + test1.obj);Console.Read();classTes

2、tpublic T obj;public Test(T obj)this.obj = obj; 输出结果是： int:2String:hello world程序分析：1、Test是一个泛型类。T是要实例化的范型类型。如果T被实例化为int型，那么成员变量obj就是int型的，如果T被实例化为string型，那么obj就是string类型的。2、根据不同的类型，上面的程序显示出不同的值。C#泛型机制：C#泛型能力有CLR在运行时支持：C#泛型代码在编译为IL代码和元数据时，采用特殊的占位符来表示范型类型，并用专有的IL指令支持泛型操作。而真正的泛型实例化工作以“on-demand”的方式，发生在

3、JIT编译时。看看刚才的代码中Main函数的元数据.method private hidebysig static void Main(string args) cil managed.entrypoint/ Code size 79 (0x4f).maxstack 2.locals init (0 int32 obj,1 class CSharpStudy1.Test1 test,2 string obj2,3 class CSharpStudy1.Test1 test1)IL_0000: nopIL_0001: ldc.i4.2IL_0002: stloc.0IL_0003: ldloc.

4、0IL_0004: newobj instance void class CSharpStudy1.Test1:.ctor(!0)IL_0009: stloc.1IL_000a: ldstr int:IL_000f: ldloc.1IL_0010: ldfld !0 class CSharpStudy1.Test1:objIL_0015: box mscorlibSystem.Int32IL_001a: call string mscorlibSystem.String:Concat(object,object)IL_001f: call void mscorlibSystem.Console

5、:WriteLine(string)IL_0024: nopIL_0025: ldstr hello worldIL_002a: stloc.2IL_002b: ldloc.2IL_002c: newobj instance void class CSharpStudy1.Test1:.ctor(!0)IL_0031: stloc.3IL_0032: ldstr String:IL_0037: ldloc.3IL_0038: ldfld !0 class CSharpStudy1.Test1:objIL_003d: call string mscorlibSystem.String:Conca

6、t(string,string)IL_0042: call void mscorlibSystem.Console:WriteLine(string)IL_0047: nopIL_0048: call int32 mscorlibSystem.Console:Read()IL_004d: popIL_004e: ret / end of method Program:Main 再来看看Test类中构造函数的元数据.method public hidebysigspecialnamertspecialnameinstance void .ctor(!T obj) cil managed/ Cod

7、e size 17 (0x11).maxstack 8IL_0000: ldarg.0IL_0001: call instance void mscorlibSystem.Object:.ctor()IL_0006: nopIL_0007: nopIL_0008: ldarg.0IL_0009: ldarg.1IL_000a: stfld !0 class ConsoleCSharpTest1.Test1:objIL_000f: nopIL_0010: ret / end of method Test1:.ctor1、第一轮编译时，编译器只为Test类型产生“泛型版”的IL代码与元数据并不进行

8、泛型的实例化，T在中间只充当占位符。例如：Test类型元数据中显示的2、JIT编译时，当JIT编译器第一次遇到Test时，将用int替换“范型版”IL代码与元数据中的T进行泛型类型的实例化。例如：Main函数中显示的3、CLR为所有类型参数为“引用类型”的泛型类型产生同一份代码；但是如果类型参数为“值类型”，对每一个不同的“值类型”，CLR将为其产生一份独立的代码。因为实例化一个引用类型的泛型，它在内存中分配的大小是一样的，但是当实例化一个值类型的时候，在内存中分配的大小是不一样的。C#泛型特点：1、如果实例化泛型类型的参数相同，那么JIT编辑器会重复使用该类型，因此C#的动态泛型能力避免了C

9、+静态模板可能导致的代码膨胀的问题。2、C#泛型类型携带有丰富的元数据，因此C#的泛型类型可以应用于强大的反射技术。3、C#的泛型采用“基类、接口、构造器，值类型/引用类型”的约束方式来实现对类型参数的“显示约束”，提高了类型安全的同时，也丧失了C+模板基于“签名”的隐式约束所具有的高灵活性C#泛型继承：C#除了可以单独声明泛型类型（包括类与结构）外，也可以在基类中包含泛型类型的声明。但基类如果是泛型类，它的类型要么以实例化，要么来源于子类（同样是泛型类型）声明的类型参数，看如下类型class Cclass D:Cclass E:Cclass F:Cclass G:C /非法E类型为C类型提供

10、了U、V，也就是上面说的来源于子类F类型继承于C，个人认为可以看成F继承一个非泛型的类G类型为非法的，因为G类型不是泛型，C是泛型，G无法给C提供泛型的实例化泛型类型的成员：泛型类型的成员可以使用泛型类型声明中的类型参数。但类型参数如果没有任何约束，则只能在该类型上使用从System.Object继承的公有成员。如下图：泛型接口：泛型接口的类型参数要么已实例化，要么来源于实现类声明的类型参数泛型委托：泛型委托支持在委托返回值和参数上应用参数类型，这些参数类型同样可以附带合法的约束delegate bool MyDelegate(T value);class MyClass static boo

11、l F(int i). static bool G(string s). static void Main() MyDelegate p2 = G; MyDelegate p1 = new MyDelegate(F); 泛型方法：1、C#泛型机制只支持“在方法声明上包含类型参数”即泛型方法。2、C#泛型机制不支持在除方法外的其他成员（包括属性、事件、索引器、构造器、析构器）的声明上包含类型参数，但这些成员本身可以包含在泛型类型中，并使用泛型类型的类型参数。3、泛型方法既可以包含在泛型类型中，也可以包含在非泛型类型中。泛型方法声明：如下public static int FunctionName

12、(T value).泛型方法的重载：public void Function1(T a);public void Function1(U a);这样是不能构成泛型方法的重载。因为编译器无法确定泛型类型T和U是否不同，也就无法确定这两个方法是否不同public void Function1(int x);public void Function1(int x);这样可以构成重载public void Function1(T t) where T:A;public void Function1(T t) where T:B;这样不能构成泛型方法的重载。因为编译器无法确定约束条件中的A和B是否不同，

13、也就无法确定这两个方法是否不同泛型方法重写：在重写的过程中，抽象类中的抽象方法的约束是被默认继承的。如下：abstract class Base public abstract T F(T t,U u) where U:T; public abstract T G(T t) where T:IComparable;class MyClass:Base public override X F(X x,Y y). public override T G(T t) where T:IComparable对于MyClass中两个重写的方法来说F方法是合法的，约束被默认继承G方法是非法的，指定任何约束都

14、是多余的泛型约束：1、C#泛型要求对“所有泛型类型或泛型方法的类型参数”的任何假定，都要基于“显式的约束”，以维护C#所要求的类型安全。2、“显式约束”由where子句表达，可以指定“基类约束”，“接口约束”，“构造器约束”，“值类型/引用类型约束”共四种约束。3、“显式约束”并非必须，如果没有指定“显式约束”，范型类型参数将只能访问System.Object类型中的公有方法。例如：在开始的例子中，定义的那个obj成员变量。比如我们在开始的那个例子中加入一个Test1类，在它当中定义两个公共方法Func1、Func2，如下图：下面就开始分析这些约束：基类约束：classApublicvoid

15、Func1() classBpublicvoid Func2() classCwhere S : Awhere T : Bpublic C(S s,T t)/S的变量可以调用Func1方法s.Func1();/T的变量可以调用Func2方法t.Func2();接口约束：interfaceIAT Func1();interfaceIBvoid Func2();interfaceICT Func3();classMyClasswhere T : IAwhere V : IB, ICpublic MyClass(T t,V v)/T的对象可以调用Func1t.Func1();/V的对象可以调用Fun

16、c2和Func3v.Func2();v.Func3();构造器约束：classApublic A() classBpublic B(int i) classCwhere T : new()T t;public C()t = new T();classDpublicvoid Func()C c = newC();C d = new C(); d对象在编译时报错：The type B must have a public parameterless constructor in order to use it as parameter T in the generic type or method

17、 C 注意：C#现在只支持无参的构造器约束 此时由于我们为B类型写入了一个有参构造器，使得系统不会再为B自动创建一个无参的构造器，但是如果我们将B类型中加一个无参构造器，那么对象d的实例化就不会报错了。B类型定义如下： classBpublic B() public B(int i) 值类型/引用类型：publicstructA publicclassB publicclassCwhere T : structC c1 = newC();C c2 = new C(); c2对象在编译时报错：The type B must be a non-nullable value type in order to use it as parameter T in the generic type or methor C 总结：1、C#的泛型能力由CLR在运行时支持，它既不同于C+在编译时所支持的静态模板，也不同于Java在编译器层面使用“擦拭法”支持的简单的泛型。2、C#的泛型支持包括类、结构、接口、委托四种泛型类型，以及方法成员。3、C#的泛型采用“基类，接口，构造器，值类型/引用类型”的约束方式来实现对类型参数的“显式约束”，它不支持C+模板那样的基于签名的隐式约束。