C#泛型相關(guān)講解
更新時(shí)間：2013年05月20日 23:54:37 作者：
我們?cè)诰帉?xiě)程序時(shí)，經(jīng)常 遇到兩個(gè)模塊的功能非常相似，只是一個(gè)是處理int數(shù)據(jù)，另一個(gè)是處理string數(shù)據(jù)，或者其他自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型
我們?cè)诰帉?xiě)程序時(shí)，經(jīng)常 遇到兩個(gè)模塊的功能非常相似，只是一個(gè)是處理int數(shù)據(jù)，另一個(gè)是處理string數(shù)據(jù)，或者其他自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型，但我們沒(méi)有辦法，只能分別寫(xiě)多個(gè)方法 處理每個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型，因?yàn)榉椒ǖ膮?shù)類(lèi)型不同。有沒(méi)有一種辦法，在方法中傳入通用的數(shù)據(jù)類(lèi)型，這樣不就可以合并代碼了嗎？泛型的出現(xiàn)就是專(zhuān)門(mén)解決這個(gè)問(wèn)題 的。讀完本篇文章，你會(huì)對(duì)泛型有更深的了解。
為什么要使用泛型 為了了解這個(gè)問(wèn)題，我們先看下面的代碼，代碼省略了一些內(nèi)容，但功能是實(shí)現(xiàn)一個(gè)棧，這個(gè)棧只能處理int數(shù)據(jù)類(lèi)型：
復(fù)制代碼 代碼如下:
public class Stack
{
private int[] m_item;
public int Pop(){...}
public void Push(int item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new int[i];
}
}
上面代碼運(yùn)行的很好，但是，當(dāng)我們需要一個(gè)棧來(lái)保存string類(lèi)型時(shí)，該怎么辦呢？很多人都會(huì)想到把上面的代碼復(fù)制一份，把int改成 string不就行了。當(dāng)然，這樣做本身是沒(méi)有任何問(wèn)題的，但一個(gè)優(yōu)秀的程序是不會(huì)這樣做的，因?yàn)樗氲饺粢院笤傩枰猯ong、Node類(lèi)型的棧該怎樣做 呢？還要再?gòu)?fù)制嗎？?jī)?yōu)秀的程序員會(huì)想到用一個(gè)通用的數(shù)據(jù)類(lèi)型object來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)棧：
復(fù)制代碼 代碼如下:
public class Stack
{
private object[] m_item;
public object Pop(){...}
public void Push(object item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new[i];
}
}
這個(gè)棧寫(xiě)的不錯(cuò)，他非常靈活，可以接收任何數(shù)據(jù)類(lèi)型，可以說(shuō)是一勞永逸。但全面地講，也不是沒(méi)有缺陷的，主要表現(xiàn)在：
當(dāng)Stack處理值類(lèi)型時(shí)，會(huì)出現(xiàn)裝箱、折箱操作，這將在托管堆上分配和回收大量的變量，若數(shù)據(jù)量大，則性能損失非常嚴(yán)重。 在處理引用類(lèi)型時(shí)，雖然沒(méi)有裝箱和折箱操作，但將用到數(shù)據(jù)類(lèi)型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換操作，增加處理器的負(fù)擔(dān)。 在數(shù)據(jù)類(lèi)型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換上還有更嚴(yán)重的問(wèn)題（假設(shè)stack是Stack的一個(gè)實(shí)例）： Node1 x = new Node1();
stack.Push(x);
Node2 y = (Node2)stack.Pop();
上面的代碼在編譯時(shí)是完全沒(méi)問(wèn)題的，但由于Push了一個(gè)Node1類(lèi)型的數(shù)據(jù)，但在Pop時(shí)卻要求轉(zhuǎn)換為Node2類(lèi)型，這將出現(xiàn)程序運(yùn)行時(shí)的類(lèi)型轉(zhuǎn)換異常，但卻逃離了編譯器的檢查。
針對(duì)object類(lèi)型棧的問(wèn)題，我們引入泛型，他可以優(yōu)雅地解決這些問(wèn)題。泛型用用一個(gè)通過(guò)的數(shù)據(jù)類(lèi)型T來(lái)代替object，在類(lèi)實(shí)例化時(shí)指定T的類(lèi)型，運(yùn)行時(shí)（Runtime）自動(dòng)編譯為本地代碼，運(yùn)行效率和代碼質(zhì)量都有很大提高，并且保證數(shù)據(jù)類(lèi)型安全。
使用泛型 下面是用泛型來(lái)重寫(xiě)上面的棧，用一個(gè)通用的數(shù)據(jù)類(lèi)型T來(lái)作為一個(gè)占位符，等待在實(shí)例化時(shí)用一個(gè)實(shí)際的類(lèi)型來(lái)代替。讓我們來(lái)看看泛型的威力：
復(fù)制代碼 代碼如下:
public class Stack<T>
{
private T[] m_item;
public T Pop(){...}
public void Push(T item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new T[i];
}
}
類(lèi)的寫(xiě)法不變，只是引入了通用數(shù)據(jù)類(lèi)型T就可以適用于任何數(shù)據(jù)類(lèi)型，并且類(lèi)型安全的。這個(gè)類(lèi)的調(diào)用方法：
//實(shí)例化只能保存int類(lèi)型的類(lèi)
Stack<int> a = new Stack<int>(100);
a.Push(10);
a.Push("8888"); //這一行編譯不通過(guò)，因?yàn)轭?lèi)a只接收int類(lèi)型的數(shù)據(jù)
int x = a.Pop();
//實(shí)例化只能保存string類(lèi)型的類(lèi)
Stack<string> b = new Stack<string>(100);
b.Push(10); //這一行編譯不通過(guò)，因?yàn)轭?lèi)b只接收string類(lèi)型的數(shù)據(jù)
b.Push("8888");
string y = b.Pop();
這個(gè)類(lèi)和object實(shí)現(xiàn)的類(lèi)有截然不同的區(qū)別：
1. 他是類(lèi)型安全的。實(shí)例化了int類(lèi)型的棧，就不能處理string類(lèi)型的數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)類(lèi)型也一樣。
2. 無(wú)需裝箱和折箱。這個(gè)類(lèi)在實(shí)例化時(shí)，按照所傳入的數(shù)據(jù)類(lèi)型生成本地代碼，本地代碼數(shù)據(jù)類(lèi)型已確定，所以無(wú)需裝箱和折箱。
3. 無(wú)需類(lèi)型轉(zhuǎn)換。
泛型類(lèi)實(shí)例化的理論 C#泛型類(lèi)在編譯時(shí)，先生成中間代碼IL，通用類(lèi)型T只是一個(gè)占位符。在實(shí)例化類(lèi)時(shí)，根據(jù)用戶指定的數(shù)據(jù)類(lèi)型代替T并由 即時(shí)編譯器（JIT）生成本地代碼，這個(gè)本地代碼中已經(jīng)使用了實(shí)際的數(shù)據(jù)類(lèi)型，等同于用實(shí)際類(lèi)型寫(xiě)的類(lèi)，所以不同的封閉類(lèi)的本地代碼是不一樣的。按照這個(gè) 原理，我們可以這樣認(rèn)為：
泛型類(lèi)的不同的封閉類(lèi)是分別不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型。
例：Stack<int>和Stack<string>是兩個(gè)完全沒(méi)有任何關(guān)系的類(lèi)，你可以把他看成類(lèi)A和類(lèi)B，這個(gè)解釋對(duì)泛型類(lèi)的靜態(tài)成員的理解有很大幫助。
泛型類(lèi)中數(shù)據(jù)類(lèi)型的約束 程序員在編寫(xiě)泛型類(lèi)時(shí)，總是會(huì)對(duì)通用數(shù)據(jù)類(lèi)型T進(jìn)行有意或無(wú)意地有假想，也就是說(shuō)這個(gè)T一般來(lái)說(shuō)是不能適應(yīng)所有類(lèi) 型，但怎樣限制調(diào)用者傳入的數(shù)據(jù)類(lèi)型呢？這就需要對(duì)傳入的數(shù)據(jù)類(lèi)型進(jìn)行約束，約束的方式是指定T的祖先，即繼承的接口或類(lèi)。因?yàn)镃#的單根繼承性，所以約 束可以有多個(gè)接口，但最多只能有一個(gè)類(lèi)，并且類(lèi)必須在接口之前。這時(shí)就用到了C#2.0的新增關(guān)鍵字：
public class Node<T, V> where T : Stack, IComparable
where V: Stack
{...}
以上的泛型類(lèi)的約束表明，T必須是從Stack和IComparable繼承，V必須是Stack或從Stack繼承，否則將無(wú)法通過(guò)編譯器的類(lèi)型檢查，編譯失敗。
通用類(lèi)型T沒(méi)有特指，但因?yàn)镃#中所有的類(lèi)都是從object繼承來(lái)，所以他在類(lèi)Node的編寫(xiě)中只能調(diào)用object類(lèi)的方法，這給程序的編寫(xiě)造 成了困難。比如你的類(lèi)設(shè)計(jì)只需要支持兩種數(shù)據(jù)類(lèi)型int和string，并且在類(lèi)中需要對(duì)T類(lèi)型的變量比較大小，但這些卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閛bject是沒(méi) 有比較大小的方法的。 了解決這個(gè)問(wèn)題，只需對(duì)T進(jìn)行IComparable約束，這時(shí)在類(lèi)Node里就可以對(duì)T的實(shí)例執(zhí)行CompareTo方法了。這個(gè)問(wèn)題可以擴(kuò)展到其他用 戶自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型。
如果在類(lèi)Node里需要對(duì)T重新進(jìn)行實(shí)例化該怎么辦呢？因?yàn)轭?lèi)Node中不知道類(lèi)T到底有哪些構(gòu)造函數(shù)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要用到new約束：
public class Node<T, V> where T : Stack, new()
where V: IComparable
需要注意的是，new約束只能是無(wú)參數(shù)的，所以也要求相應(yīng)的類(lèi)Stack必須有一個(gè)無(wú)參構(gòu)造函數(shù)，否則編譯失敗。
C#中數(shù)據(jù)類(lèi)型有兩大類(lèi)：引用類(lèi)型和值類(lèi)型。引用類(lèi)型如所有的類(lèi)，值類(lèi)型一般是語(yǔ)言的最基本類(lèi)型，如int, long, struct等，在泛型的約束中，我們也可以大范圍地限制類(lèi)型T必須是引用類(lèi)型或必須是值類(lèi)型，分別對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵字是class和struct:
public class Node<T, V> where T : class
where V: struct
泛型方法 泛型不僅能作用在類(lèi)上，也可單獨(dú)用在類(lèi)的方法上，他可根據(jù)方法參數(shù)的類(lèi)型自動(dòng)適應(yīng)各種參數(shù)，這樣的方法叫泛型方法?？聪旅娴念?lèi)：
復(fù)制代碼 代碼如下:
public class Stack2
{
public void Push<T>(Stack<T> s, params T[] p)
{
foreach (T t in p)
{
s.Push(t);
}
}
}
原來(lái)的類(lèi)Stack一次只能Push一個(gè)數(shù)據(jù)，這個(gè)類(lèi)Stack2擴(kuò)展了Stack的功能（當(dāng)然也可以直接寫(xiě)在Stack中），他可以一次把多個(gè)數(shù)據(jù)壓入Stack中。其中Push是一個(gè)泛型方法，這個(gè)方法的調(diào)用示例如下：
復(fù)制代碼 代碼如下:
Stack<int> x = new Stack<int>(100);
Stack2 x2 = new Stack2();
x2.Push(x, 1, 2, 3, 4, 6);
string s = "";
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
s += x.Pop().ToString();
} //至此，s的值為64321
泛型中的靜態(tài)成員變量 在C#1.x中，我們知道類(lèi)的靜態(tài)成員變量在不同的類(lèi)實(shí)例間是共享的，并且他是通過(guò)類(lèi)名訪問(wèn)的。C#2.0中由于引進(jìn)了泛型，導(dǎo)致靜態(tài)成員變量的機(jī)制出現(xiàn)了一些變化：靜態(tài)成員變量在相同封閉類(lèi)間共享，不同的封閉類(lèi)間不共享。
這也非常容易理解，因?yàn)椴煌姆忾]類(lèi)雖然有相同的類(lèi)名稱(chēng)，但由于分別傳入了不同的數(shù)據(jù)類(lèi)型，他們是完全不同的類(lèi)，比如：
Stack<int> a = new Stack<int>();
Stack<int> b = new Stack<int>();
Stack<long> c = new Stack<long>();
類(lèi)實(shí)例a和b是同一類(lèi)型，他們之間共享靜態(tài)成員變量，但類(lèi)實(shí)例c卻是和a、b完全不同的類(lèi)型，所以不能和a、b共享靜態(tài)成員變量。
泛型中的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù) 靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)的規(guī)則：只能有一個(gè)，且不能有參數(shù)，他只能被.NET運(yùn)行時(shí)自動(dòng)調(diào)用，而不能人工調(diào)用。
泛型中的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)的原理和非泛型類(lèi)是一樣的，只需把泛型中的不同的封閉類(lèi)理解為不同的類(lèi)即可。以下兩種情況可激發(fā)靜態(tài)的構(gòu)造函數(shù)：
1. 特定的封閉類(lèi)第一次被實(shí)例化。
2. 特定封閉類(lèi)中任一靜態(tài)成員變量被調(diào)用。
泛型類(lèi)中的方法重載 方法的重載在.Net Framework中被大量應(yīng)用，他要求重載具有不同的簽名。在泛型類(lèi)中，由于通用類(lèi)型T在類(lèi)編寫(xiě)時(shí)并不確定，所以在重載時(shí)有些注意事項(xiàng)，這些事項(xiàng)我們通過(guò)以下的例子說(shuō)明：
復(fù)制代碼 代碼如下:
public class Node<T, V>
{
public T add(T a, V b) //第一個(gè)add
{
return a;
}
public T add(V a, T b) //第二個(gè)add
{
return b;
}
public int add(int a, int b) //第三個(gè)add
{
return a + b;
}
}
上面的類(lèi)很明顯，如果T和V都傳入int的話，三個(gè)add方法將具有同樣的簽名，但這個(gè)類(lèi)仍然能通過(guò)編譯，是否會(huì)引起調(diào)用混淆將在這個(gè)類(lèi)實(shí)例化和調(diào)用add方法時(shí)判斷。請(qǐng)看下面調(diào)用代碼：
Node<int, int> node = new Node<int, int>();
object x = node.add(2, 11);
這個(gè)Node的實(shí)例化引起了三個(gè)add具有同樣的簽名，但卻能調(diào)用成功，因?yàn)樗麅?yōu)先匹配了第三個(gè)add。但如果刪除了第三個(gè)add，上面的調(diào)用代碼則無(wú)法編譯通過(guò)，提示方法產(chǎn)生的混淆，因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)無(wú)法在第一個(gè)add和第二個(gè)add之間選擇。
Node<string, int> node = new Node<string, int>();
object x = node.add(2, "11");
這兩行調(diào)用代碼可正確編譯，因?yàn)閭魅氲膕tring和int，使三個(gè)add具有不同的簽名，當(dāng)然能找到唯一匹配的add方法。
由以上示例可知，C#的泛型是在實(shí)例的方法被調(diào)用時(shí)檢查重載是否產(chǎn)生混淆，而不是在泛型類(lèi)本身編譯時(shí)檢查。同時(shí)還得出一個(gè)重要原則：
當(dāng)一般方法與泛型方法具有相同的簽名時(shí)，會(huì)覆蓋泛型方法。
泛型類(lèi)的方法重寫(xiě) 方法重寫(xiě)（override）的主要問(wèn)題是方法簽名的識(shí)別規(guī)則，在這一點(diǎn)上他與方法重載一樣，請(qǐng)參考泛型類(lèi)的方法重載。
泛型的使用范圍 本文主要是在類(lèi)中講述泛型，實(shí)際上，泛型還可以用在類(lèi)方法、接口、結(jié)構(gòu)（struct）、委托等上面使用，使用方法大致相同，就不再講述。
小結(jié) C# 泛型是開(kāi)發(fā)工具庫(kù)中的一個(gè)無(wú)價(jià)之寶。它們可以提高性能、類(lèi)型安全和質(zhì)量，減少重復(fù)性的編程任務(wù)，簡(jiǎn)化總體編程模型，而這一切都是通過(guò)優(yōu)雅的、可讀性強(qiáng)的語(yǔ) 法完成的。盡管 C# 泛型的根基是 C++ 模板，但 C# 通過(guò)提供編譯時(shí)安全和支持將泛型提高到了一個(gè)新水平。C# 利用了兩階段編譯、元數(shù)據(jù)以及諸如約束和一般方法之類(lèi)的創(chuàng)新性的概念。毫無(wú)疑問(wèn)，C# 的將來(lái)版本將繼續(xù)發(fā)展泛型，以便添加新的功能，并且將泛型擴(kuò)展到諸如數(shù)據(jù)訪問(wèn)或本地化之類(lèi)的其他 .NET Framework 領(lǐng)域。
C#泛型編程
泛型：通過(guò)參數(shù)化類(lèi)型來(lái)實(shí)現(xiàn)在同一份代碼上操作多種數(shù)據(jù)類(lèi)型。利用“參數(shù)化類(lèi)型”將類(lèi)型抽象化，從而實(shí)現(xiàn)靈活的復(fù)用。
例子代碼：
復(fù)制代碼 代碼如下:
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int obj = 2;
Test<int> test = new Test<int>(obj);
Console.WriteLine("int:" + test.obj);
string obj2 = "hello world";
Test<string> test1 = new Test<string>(obj2);
Console.WriteLine("String:" + test1.obj);
Console.Read();
}
}
class Test<T>
{
public T obj;
public Test(T obj)
{
this.obj = obj;
}
}
輸出結(jié)果是：
int:2
String:hello world
程序分析：
1、 Test是一個(gè)泛型類(lèi)。T是要實(shí)例化的范型類(lèi)型。如果T被實(shí)例化為int型，那么成員變量obj就是int型的，如果T被實(shí)例化為string型，那么obj就是string類(lèi)型的。
2、 根據(jù)不同的類(lèi)型，上面的程序顯示出不同的值。
C#泛型機(jī)制：
C#泛型能力有CLR在運(yùn)行時(shí)支持：C#泛型代碼在編譯為IL代碼和元數(shù)據(jù)時(shí)，采用特殊的占位符來(lái)表示范型類(lèi)型，并用專(zhuān)有的IL指令支持泛型操作。而真正的泛型實(shí)例化工作以“on-demand”的方式，發(fā)生在JIT編譯時(shí)。
看看剛才的代碼中Main函數(shù)的元數(shù)據(jù)
復(fù)制代碼 代碼如下:
.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<int32> test,
[2] string obj2,
[3] class CSharpStudy1.Test`1<string> 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<int32>::.ctor(!0)
IL_0009: stloc.1
IL_000a: ldstr "int:"
IL_000f: ldloc.1
IL_0010: ldfld !0 class CSharpStudy1.Test`1<int32>::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<string>::.ctor(!0)
IL_0031: stloc.3
IL_0032: ldstr "String:"
IL_0037: ldloc.3
IL_0038: ldfld !0 class CSharpStudy1.Test`1<string>::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
再來(lái)看看Test類(lèi)中構(gòu)造函數(shù)的元數(shù)據(jù)
復(fù)制代碼 代碼如下:
.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<!T>::obj
IL_000f: nop
IL_0010: ret
} // end of method Test`1::.ctor
1、第一輪編譯時(shí)，編譯器只為T(mén)est<T>類(lèi)型產(chǎn)生“泛型版”的IL代碼與元數(shù)據(jù)——并不進(jìn)行泛型的實(shí)例化，T在中間只充當(dāng)占位符。例如：Test類(lèi)型元數(shù)據(jù)中顯示的<!T>
2、JIT編譯時(shí)，當(dāng)JIT編譯器第一次遇到Test<int>時(shí)，將用int替換“范型版”IL代碼與元數(shù)據(jù)中的T——進(jìn)行泛型類(lèi)型的實(shí)例化。例如：Main函數(shù)中顯示的<int>
3、CLR為所有類(lèi)型參數(shù)為“引用類(lèi)型”的泛型類(lèi)型產(chǎn)生同一份代碼；但是如果類(lèi)型參數(shù)為“值類(lèi)型”，對(duì)每一個(gè)不同的“值類(lèi)型”，CLR將為其產(chǎn)生一份獨(dú)立的代碼。因?yàn)閷?shí)例化一個(gè)引用類(lèi)型的泛型，它在內(nèi)存中分配的大小是一樣的，但是當(dāng)實(shí)例化一個(gè)值類(lèi)型的時(shí)候，在內(nèi)存中分配的大小是不一樣的。
C#泛型特點(diǎn)：
1、如果實(shí)例化泛型類(lèi)型的參數(shù)相同，那么JIT編輯器會(huì)重復(fù)使用該類(lèi)型，因此C#的動(dòng)態(tài)泛型能力避免了C++靜態(tài)模板可能導(dǎo)致的代碼膨脹的問(wèn)題。
2、C#泛型類(lèi)型攜帶有豐富的元數(shù)據(jù)，因此C#的泛型類(lèi)型可以應(yīng)用于強(qiáng)大的反射技術(shù)。
3、C#的泛型采用“基類(lèi)、接口、構(gòu)造器，值類(lèi)型/引用類(lèi)型”的約束方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)類(lèi)型參數(shù)的“顯示約束”，提高了類(lèi)型安全的同時(shí)，也喪失了C++模板基于“簽名”的隱式約束所具有的高靈活性
C#泛型繼承：
C#除了可以單獨(dú)聲明泛型類(lèi)型（包括類(lèi)與結(jié)構(gòu)）外，也可以在基類(lèi)中包含泛型類(lèi)型的聲明。但基類(lèi)如果是泛型類(lèi)，它的類(lèi)型要么以實(shí)例化，要么來(lái)源于子類(lèi)（同樣是泛型類(lèi)型）聲明的類(lèi)型參數(shù)，看如下類(lèi)型
class C<U,V>
class D:C<string,int>
class E<U,V>:C<U,V>
class F<U,V>:C<string,int>
class G:C<U,V> //非法
E類(lèi)型為C類(lèi)型提供了U、V，也就是上面說(shuō)的來(lái)源于子類(lèi)
F類(lèi)型繼承于C<string,int>，個(gè)人認(rèn)為可以看成F繼承一個(gè)非泛型的類(lèi)
G類(lèi)型為非法的，因?yàn)镚類(lèi)型不是泛型，C是泛型，G無(wú)法給C提供泛型的實(shí)例化
泛型類(lèi)型的成員：
泛型類(lèi)型的成員可以使用泛型類(lèi)型聲明中的類(lèi)型參數(shù)。但類(lèi)型參數(shù)如果沒(méi)有任何約束，則只能在該類(lèi)型上使用從System.Object繼承的公有成員。如下圖：
泛型接口：
泛型接口的類(lèi)型參數(shù)要么已實(shí)例化，要么來(lái)源于實(shí)現(xiàn)類(lèi)聲明的類(lèi)型參數(shù)
泛型委托：
泛型委托支持在委托返回值和參數(shù)上應(yīng)用參數(shù)類(lèi)型，這些參數(shù)類(lèi)型同樣可以附帶合法的約束
復(fù)制代碼 代碼如下:
delegate bool MyDelegate<T>(T value);
class MyClass
{
static bool F(int i){...}
static bool G(string s){...}
static void Main()
{
MyDelegate<string> p2 = G;
MyDelegate<int> p1 = new MyDelegate<int>(F);
}
}
泛型方法：
1、C#泛型機(jī)制只支持“在方法聲明上包含類(lèi)型參數(shù)”——即泛型方法。
2、C#泛型機(jī)制不支持在除方法外的其他成員（包括屬性、事件、索引器、構(gòu)造器、析構(gòu)器）的聲明上包含類(lèi)型參數(shù)，但這些成員本身可以包含在泛型類(lèi)型中，并使用泛型類(lèi)型的類(lèi)型參數(shù)。
3、泛型方法既可以包含在泛型類(lèi)型中，也可以包含在非泛型類(lèi)型中。
泛型方法聲明：如下
public static int FunctionName<T>(T value){...}
泛型方法的重載：
public void Function1<T>(T a);
public void Function1<U>(U a);
這樣是不能構(gòu)成泛型方法的重載。因?yàn)榫幾g器無(wú)法確定泛型類(lèi)型T和U是否不同，也就無(wú)法確定這兩個(gè)方法是否不同
public void Function1<T>(int x);
public void Function1(int x);
這樣可以構(gòu)成重載
public void Function1<T>(T t) where T:A;
public void Function1<T>(T t) where T:B;
這樣不能構(gòu)成泛型方法的重載。因?yàn)榫幾g器無(wú)法確定約束條件中的A和B是否不同，也就無(wú)法確定這兩個(gè)方法是否不同
泛型方法重寫(xiě)：
在重寫(xiě)的過(guò)程中，抽象類(lèi)中的抽象方法的約束是被默認(rèn)繼承的。如下：
復(fù)制代碼 代碼如下:
abstract class Base
{
public abstract T F<T,U>(T t,U u) where U:T;
public abstract T G<T>(T t) where T:IComparable;
}
class MyClass:Base
{
public override X F<X,Y>(X x,Y y){...}
public override T G<T>(T t) where T:IComparable{}
}
對(duì)于MyClass中兩個(gè)重寫(xiě)的方法來(lái)說(shuō)
F方法是合法的，約束被默認(rèn)繼承
G方法是非法的，指定任何約束都是多余的
泛型約束：
1、C#泛型要求對(duì)“所有泛型類(lèi)型或泛型方法的類(lèi)型參數(shù)”的任何假定，都要基于“顯式的約束”，以維護(hù)C#所要求的類(lèi)型安全。
2、“顯式約束”由where子句表達(dá)，可以指定“基類(lèi)約束”，“接口約束”，“構(gòu)造器約束”，“值類(lèi)型/引用類(lèi)型約束”共四種約束。
3、“顯式約束”并非必須，如果沒(méi)有指定“顯式約束”，范型類(lèi)型參數(shù)將只能訪問(wèn)System.Object類(lèi)型中的公有方法。例如：在開(kāi)始的例子中，定義的那個(gè)obj成員變量。比如我們?cè)陂_(kāi)始的那個(gè)例子中加入一個(gè)Test1類(lèi)，在它當(dāng)中定義兩個(gè)公共方法Func1、Func2，如下圖：
下面就開(kāi)始分析這些約束：
基類(lèi)約束：
復(fù)制代碼 代碼如下:
class A
{
public void Func1()
{ }
}
class B
{
public void Func2()
{ }
}
class C<S, T>
where S : A
where T : B
{
public C(S s,T t)
{
//S的變量可以調(diào)用Func1方法
s.Func1();
//T的變量可以調(diào)用Func2方法
t.Func2();
}
}
接口約束：
復(fù)制代碼 代碼如下:
interface IA<T>
{
T Func1();
}
interface IB
{
void Func2();
}
interface IC<T>
{
T Func3();
}
class MyClass<T, V>
where T : IA<T>
where V : IB, IC<V>
{
public MyClass(T t,V v)
{
//T的對(duì)象可以調(diào)用Func1
t.Func1();
//V的對(duì)象可以調(diào)用Func2和Func3
v.Func2();
v.Func3();
}
}
構(gòu)造器約束：
復(fù)制代碼 代碼如下:
class A
{
public A()
{ }
}
class B
{
public B(int i)
{ }
}
class C<T> where T : new()
{
T t;
public C()
{
t = new T();
}
}
class D
{
public void Func()
{
C<A> c = new C<A>();
C<B> d = new C<B>();
}
}
d對(duì)象在編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)：The type B must have a public parameterless constructor in order to use it as parameter 'T' in the generic type or method C<T>
注意：C#現(xiàn)在只支持無(wú)參的構(gòu)造器約束
此時(shí)由于我們?yōu)锽類(lèi)型寫(xiě)入了一個(gè)有參構(gòu)造器，使得系統(tǒng)不會(huì)再為B自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)無(wú)參的構(gòu)造器，但是如果我們將B類(lèi)型中加一個(gè)無(wú)參構(gòu)造器，那么對(duì)象d的實(shí)例化就不會(huì)報(bào)錯(cuò)了。B類(lèi)型定義如下：
復(fù)制代碼 代碼如下:
class B
{
public B()
{ }
public B(int i)
{ }
}
值類(lèi)型/引用類(lèi)型：
復(fù)制代碼 代碼如下:
public struct A { }
public class B { }
public class C<T> where T : struct
{
}
C<A> c1 = new C<A>();
C<B> c2 = new C<B>();
c2對(duì)象在編譯時(shí)報(bào)錯(cuò)：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<T>'
總結(jié)：
1、C#的泛型能力由CLR在運(yùn)行時(shí)支持，它既不同于C++在編譯時(shí)所支持的靜態(tài)模板，也不同于Java在編譯器層面使用“擦拭法”支持的簡(jiǎn)單的泛型。
2、C#的泛型支持包括類(lèi)、結(jié)構(gòu)、接口、委托四種泛型類(lèi)型，以及方法成員。
3、C#的泛型采用“基類(lèi)，接口，構(gòu)造器，值類(lèi)型/引用類(lèi)型”的約束方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)類(lèi)型參數(shù)的“顯式約束”，它不支持C++模板那樣的基于簽名的隱式約束。
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