1, 什么是泛型?
在理解泛型的定义之前,我们要明白非泛型的概念,非泛型就是大部分情况下是声明一个类,然后封装需要的行为,最后创建这些类的实例。
泛型是一种更准确地使用有一种以上的类型的代码的方式。泛型允许我们声明类型参数化的代码,我们可以用不同的类型进行实例化。总结为一句话就是,泛型类型是类型的模板。
请仔细理解下面两张图,或许能更好地理解泛型的原理。
2, 泛型类?
创建和使用常规的,非泛型的类的过程有两个步骤:声明类和创建类的实例。
泛型的类不是实际的类,而是类的模板,所以我们必须先从它们构建实际的类类型, 然后个构建后的类类型的实例。
下图演示了泛型类的创建过程:
3, 声明泛型类?
声明一个泛型类和声明普通类差不多,主要有如下区别:
1> 在类名之后放置一组尖括号。
2> 在尖括号中用逗号分隔的占位符字符串来表示希望提供的类型。这叫类型参数(Type Parameter)
3> 在泛型类声明的主体中使用类型参数来表示应该被替代的类型。
如下代码所示声明了一个SomeClass的泛型类:
class SomeClass//声明泛型类SomeClass,尖括号中是类型参数。 { public T1 SomeVar = new T1(); //通常在这些位置使用类型。 }
注:泛型和非泛型区分的最主要的标志是:泛型类有尖括号。
4, 创建构造类型?
我们不能直接从泛型类型创建实例对象。首先,我们需要告诉编译器使用哪些真实类型来替代占位符(类型参数)。编译器获取这些真实类型并从它创建一个真实类型对象。
创建构造类型例如:
SomeClass//尖括号中为类型实参
5, 创建泛型类的变量和实例?
创建泛型类实例一般有两种方法:
方法一:和普通非泛型类的对象创建方法相似
SomeClassmySc1 = new SomeClass (); //第一种方法创建泛型类实例。
方法二:使用Var关键字隐式创建:
var mySc2 = new SomeClass(); //第二种方法,使用Var关键字创建。
例如:
class Program { static voidMain(string[] args) { var stackInt = new MyStack (); //创建泛型类对象(或称实例),创建构造类型和创建实例可以一步完成。 var stackString=new MyStack(); stackInt.Push(3); //调用方法 stackInt.Push(5); stackInt.Push(7); stackInt.Print(); stackString.Push("Generics are great!"); stackString.Push("Hi there"); stackString.Print(); Console.ReadKey(); } } class MyStack //声明泛型类 { T[] StackArray; //声明数组 int StackPointer = 0; //声明并初始化整形变量。 public void Push(T x) //定义无返回值方法 { if (!IsStackFull) { StackArray[StackPointer++] = x; //为数组StackArray赋值。 } } public T Pop() //定义有返回值方法 { return (!IsStackEmpty) //条件运算符,可以用if...else...语句等价表示。 ? StackArray[--StackPointer] : StackArray[0]; } public MyStack() //构造函数初始化数组StackArray,为数组分配内存引用。 { StackArray=new T[MaxStack]; } public void Print() //构造函数 { for (int i = StackPointer - 1; i >= 0; i--) { Console.WriteLine("Value:{0}",StackArray[i]); } } const int MaxStack = 10; //声明并初始化常量MaxStack bool IsStackFull //声明属性 { get { return StackPointer >= MaxStack; } } bool IsStackEmpty //声明属性 { get { return StackPointer <= 0; } } }
程序输出结果为:
附:泛型栈和非泛型栈之间的区别总结如下图表:
| 非泛型 | 泛型 |
源代码大小 | 更大:我们需要为每种类型进行一个新的实现。 | 更小:不管构造类型的数量多少,我们只需要一个实现。 |
可执行大小 | 无论每一个版本的栈是否会被使用,都会在编译的版本中出现。 | 可执行文件中只会出现有构造类型的类型。 |
写的难易度 | 易于书写 | 比较难写 |
维护的难易度 | 更容易出问题,因为所有修改需要应用到每一个可用的类型上。 | 易于维护,因为只需要修改一个地方。 |
6, 泛型结构?
例如:
struct PieceOfData//声明泛型结构 { public PieceOfData(T value) //构造函数,初始化字段_Data。 { _Data = value; } private T _Data;//声明私有字段(只能在类的内部访问)。 public T Data //声明属性 { get { return _Data; } set { _Data = value; } } } class Program { static voidMain() { var intData=new PieceOfData (10);//创建构造类型实例 var stringData=new PieceOfData ("Hi there!"); Console.WriteLine("intData={0}",intData.Data);//访问属性 Console.WriteLine("stringData={0}",stringData.Data); Console.ReadKey(); } }
程序输出结果为:
7, 泛型接口?
泛型接口的声明和非泛型接口的声明差不多,但是需要在接口名称之后的尖括号中有类型参数。
例如:
interface IMyIfc//声明泛型接口,尖括号中为类型参数。 { T ReturnIt(T inValue); //声明返回值类型为T的方法 } class Simple : IMyIfc//声明泛型类,实现了泛型接口。 { public S ReturnIt(S inValue) //实现接口成员方法。 { return inValue; } } class Program { static voidMain(string[] args) { var trivInt = new Simple (); //创建构造类型实例。尖括号中为类型实参。 var trivString = new Simple(); Console.WriteLine("{0}",trivInt.ReturnIt(50)); //调用类对象实现的方法。 Console.WriteLine("{0}",trivString.ReturnIt("Hi there!")); Console.ReadKey(); } }
程序输出结果为:
8, 泛型委托?
1> 要声明泛型委托,在委托名称之后,委托参数列表之前的尖括号中放类型参数列表。
2> 注意,在这里泛型委托有两个参数列表:委托形参列表和类型参数列表。
例如:
delegate void MyDelegate(T value); //声明泛型委托 class Simple { public static void PrintString(string s) //方法匹配委托, { Console.WriteLine(s); } public static void PrintUpperString(string s) { Console.WriteLine("{0}", s.ToUpper());//调用string的ToUpper方法实现将字符串转换为大写。 } } class Program { static voidMain(string[] args) { var MyDel = new MyDelegate (Simple.PrintString); //创建委托的实例 MyDel += Simple.PrintUpperString; //为委托添加方法。 if (null != MyDel) //判断委托是否为空。 { MyDel("VinceInfo");//调用委托。 } else { Console.WriteLine("Delegate is empty!"); } Console.ReadKey(); } }
程序输出结果如下:
9, 泛型方法?
泛型方法和泛型委托相似,有两个参数列表:
1> 封闭在圆括号内的方法参数列表。
2> 封闭在尖括号内的类型参数列表。
例如:
class Simple //非泛型类 { static public void ReverseAndPrint(T[] arr) //声明泛型方法 { Array.Reverse(arr); foreach (T item in arr) //遍历数组。使用类型参数T。 { Console.Write("{0}",item.ToString()); Console.Write(""); } Console.WriteLine(); //换行 } } class Program { static voidMain(string[] args) { //创建三种类型的数组。 var intArray = new int[] { 3,5,7,9,11}; var stringArray = new string[] { "first","second","third"}; var doubleArray = new double[] { 3.567,7.891,2.345}; Simple.ReverseAndPrint (intArray); //调用泛型方法,显示调用 Simple.ReverseAndPrint(intArray); //使用推断类型隐式调用。 Simple.ReverseAndPrint (stringArray); Simple.ReverseAndPrint(stringArray); Simple.ReverseAndPrint (doubleArray); Simple.ReverseAndPrint(doubleArray); Console.ReadKey(); } }
程序输出结果为:
10,扩展方法和泛型类?
扩展方法可以和泛型类结合使用,它允许我们将类中的静态方法关联到不同的泛型类上,还允许我们像调用类构造实例的实例方法一样来调用方法。
例如:
static class ExtendHolder { public static void Print(this Holder h) //声明扩展方法并关联到泛型类Holder 上。 { T[] vals = h.GetValues(); //调用泛型类的方法。 Console.WriteLine("{0},\t{1},\t{2}",vals[0],vals[1],vals[2]); //"\t"转义符 } } class Holder //声明泛型类 { T[] vals=new T[3];//声明并初始化数组。 public Holder(T v0, T v1, T v2) //构造函数,为数组赋值。 { vals[0] = v0; vals[1] = v1; vals[2] = v2; } public T[] GetValues() //声明方法,返回数组类型。 { return vals; } } class Program { static voidMain(string[] args) { var intHolder = new Holder (3,5,7); //创建泛型类实例 var stringHolder = new Holder ("a1","b2","c3"); intHolder.Print(); //调用方法 stringHolder.Print(); Console.ReadKey(); } }
程序输出结果为:
关于泛型先写到这里,欢迎大家指正,谢谢!