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： class Program { static void Main(string[] args) { int obj = 2; Test test = new Test(obj); Console.WriteLine("int:" + test.obj); string obj2 = "hello world"; Test test1 = new Test(obj2); Console.WriteLine("String:" + test1.obj); Console.Read(); } } class Test { public T obj; public Test(T obj) { this.obj = obj; } } 输出结果是： int:2 String: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.Test`1 test, [2] string obj2, [3] class CSharpStudy1.Test`1 test1) IL_0000: nop IL_0001: ldc.i4.2 IL_0002: stloc.0 IL_0003: ldloc.0 IL_0004: newobj instance void class CSharpStudy1.Test`1::.ctor(!0) IL_0009: stloc.1 IL_000a: ldstr "int:" IL_000f: ldloc.1 IL_0010: ldfld !0 class CSharpStudy1.Test`1::obj IL_0015: box [mscorlib]System.Int32 IL_001a: call string [mscorlib]System.String::Concat(object, object) IL_001f: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) . . IL_0024: nop IL_0025: ldstr "hello world" IL_002a: stloc.2 IL_002b: ldloc.2 IL_002c: newobj instance void class CSharpStudy1.Test`1::.ctor(!0) IL_0031: stloc.3 IL_0032: ldstr "String:" IL_0037: ldloc.3 IL_0038: ldfld !0 class CSharpStudy1.Test`1::obj IL_003d: call string [mscorlib]System.String::Concat(string, string) IL_0042: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string) IL_0047: nop IL_0048: call int32 [mscorlib]System.Console::Read() IL_004d: pop IL_004e: ret } // end of method Program::Main 再来看看Test类中构造函数的元数据 .method public hidebysig specialname rtspecialname instance void .ctor(!T obj) cil managed { // Code size 17 (0x11) .maxstack 8 IL_0000: ldarg.0 IL_0001: call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor() IL_0006: nop IL_0007: nop IL_0008: ldarg.0 IL_0009: ldarg.1 IL_000a: stfld !0 class ConsoleCSharpTest1.Test`1::obj . . IL_000f: nop IL_0010: ret } // end of method Test`1::.ctor 1、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++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 C class D:C class E:C class F:C class G:C //非法 E类型为C类型提供了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 bool 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(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，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，指定任何约束都是多余的 泛型约束：