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C#核心语法-泛型(详细讲授泛型方法、泛型类、泛型接口、泛型约束,了解协变逆变)

网友分享于:2013-10-08  浏览:0次
C#核心语法-泛型(详细讲解泛型方法、泛型类、泛型接口、泛型约束,了解协变逆变)

  泛型(generic)是C#语言2.0和通用语言运行时(CLR)的一个新特性。泛型为.NET框架引入了类型参数(type parameters)的概念。类型参数使得设计类和方法时,不必确定一个或多个具体参数,其的具体参数可延迟到客户代码中声明、实现。这意味着使用泛型的类型参数T,写一个类MyList<T>,客户代码可以这样调用:MyList<int>, MyList<string>或 MyList<MyClass>。这避免了运行时类型转换或装箱操作的代价和风险。

泛型类和泛型方法兼复用性、类型安全和高效率于一身,是与之对应的非泛型的类和方法所不及。泛型广泛用于容器(collections)和对容器操作的方法中。.NET框架2.0的类库提供一个新的命名空间System.Collections.Generic,其中包含了一些新的基于泛型的容器类。要查找新的泛型容器类(collection classes)的示例代码,请参见基础类库中的泛型。当然,你也可以创建自己的泛型类和方法,以提供你自己的泛化的方案和设计模式,这是类型安全且高效的。下面的示例代码以一个简单的泛型链表类作为示范。(多数情况下,推荐使用由.NET框架类库提供的List<T>类,而不是创建自己的表。)类型参数T在多处使用,具体类型通常在这些地方来指明表中元素的类型。类型参数T有以下几种用法:

l        在AddHead方法中,作为方法参数的类型。

l        在公共方法GetNext中,以及嵌套类Node的 Data属性中作为返回值的类型。

l        在嵌套类中,作为私有成员data的类型。

注意一点,T对嵌套的类Node也是有效的。当用一个具体类来实现MyList<T>时——如MyList<int>——每个出现过的T都要用int代替。

  

using System;
using System.Collections.Generic;
 
public class MyList<T> //type parameter T in angle brackets
    {
        private Node head;
     // The nested type is also generic on T.
        private class Node          
        {
            private Node next;
//T as private member data type:
            private T data;         
//T used in non-generic constructor:
            public Node(T t)        
            {
                next = null;
                data = t;
            }
            public Node Next
            {
                get { return next; }
                set { next = value; }
            }
//T as return type of property:
            public T Data           
            {
                get { return data; }
                set { data = value; }
            }
        }
        public MyList()
        {
            head = null;
        }
//T as method parameter type:
        public void AddHead(T t)    
        {
            Node n = new Node(t);
            n.Next = head;
            head = n;
        }
 
        public IEnumerator<T> GetEnumerator()
        {
            Node current = head;
 
            while (current != null)
            {
                yield return current.Data;
                current = current.Next;
            }
        }
    }

下面的示例代码演示了客户代码如何使用泛型类MyList<T>,来创建一个整数表。通过简单地改变参数的类型,很容易改写下面的代码,以创建字符串或其他自定义类型的表。

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
//int is the type argument.
           MyList<int> list = new MyList<int>();
            for (int x = 0; x < 10; x++)
                list.AddHead(x);
 
            foreach (int i in list)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
            Console.WriteLine("Done");
        }
    }

  针对早期版本的通用语言运行时和C#语言的局限,泛型提供了一个解决方案。以前类型的泛化(generalization)是靠类型与全局基类System.Object的相互转换来实现。.NET框架基础类库的ArrayList容器类,就是这种局限的一个例子。ArrayList是一个很方便的容器类,使用中无需更改就可以存储任何引用类型或值类型。

//The .NET Framework 1.1 way of creating a list
ArrayList list1 = new ArrayList(); 
list1.Add(3);
list1.Add(105);
//...
ArrayList list2 = new ArrayList();
list2.Add(“It is raining in Redmond.”);
list2.Add("It is snowing in the mountains.");
//...

 

但是这种便利是有代价的,这需要把任何一个加入ArrayList的引用类型或值类型都隐式地向上转换成System.Object。如果这些元素是值类型,那么当加入到列表中时,它们必须被装箱;当重新取回它们时,要拆箱。类型转换和装箱、拆箱的操作都降低了性能;在必须迭代(iterate)大容器的情况下,装箱和拆箱的影响可能十分显著。

 

另一个局限是缺乏编译时的类型检查,当一个ArrayList把任何类型都转换为Object,就无法在编译时预防客户代码类似这样的操作:

 

ArrayList list = new ArrayList(); 
//Okay.  
list.Add(3); 
//Okay, but did you really want to do this?
list.Add(.“It is raining in Redmond.”);
 
int t = 0;
//This causes an InvalidCastException to be returned.
    foreach(int x in list)
{
  t += x;
}

 

虽然这样完全合法,并且有时是有意这样创建一个包含不同类型元素的容器,但是把string和int变量放在一个ArrayList中,几乎是在制造错误,而这个错误直到运行的时候才会被发现。

 

在1.0版和1.1版的C#语言中,你只有通过编写自己的特定类型容器,才能避免.NET框架类库的容器类中泛化代码(generalized code)的危险。当然,因为这样的类无法被其他的数据类型复用,也就失去泛型的优点,你必须为每个需要存储的类型重写该类。

 

ArrayList和其他相似的类真正需要的是一种途径,能让客户代码在实例化之前指定所需的特定数据类型。这样就不需要向上类型转换为Object,而且编译器可以同时进行类型检查。换句话说,ArrayList需要一个类型参数。这正是泛型所提供的。在System.Collections.Generic命名空间中的泛型List<T>容器里,同样是把元素加入容器的操作,类似这样:

 

List<int> list1 = new List<int>();
//No boxing, no casting:
list1.Add(3);
//Compile-time error:
list1.Add("It is raining in Redmond.");

 

与ArrayList相比,在客户代码中唯一增加的List<T>语法是声明和实例化中的类型参数。代码略微复杂的回报是,你创建的表不仅比ArrayList更安全,而且明显地更加快速,尤其当表中的元素是值类型的时候。

在泛型类型或泛型方法的定义中,类型参数是一个占位符(placeholder),通常为一个大写字母,如T。在客户代码声明、实例化该类型的变量时,把T替换为客户代码所指定的数据类型。泛型类,如泛型概述中给出的MyList<T>类,不能用作as-is,原因在于它不是一个真正的类型,而更像是一个类型的蓝图。要使用MyList<T>,客户代码必须在尖括号内指定一个类型参数,来声明并实例化一个已构造类型(constructed type)。这个特定类的类型参数可以是编译器识别的任何类型。可以创建任意数量的已构造类型实例,每个使用不同的类型参数,如下:

MyList<MyClass> list1  = new MyList<MyClass>();
MyList<float> list2 = new MyList<float>();
MyList<SomeStruct> list3 = new MyList<SomeStruct>();

在这些MyList<T>的实例中,类中出现的每个T都将在运行的时候被类型参数所取代。依靠这样的替换,我们仅用定义类的代码,就创建了三个独立的类型安全且高效的对象。有关CLR执行替换的详细信息,请参见运行时中的泛型。

 

2楼一颗小咸菜
1
1楼踏雪wu痕
请问yield return;和return有什么区别

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