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Visual C#泛型学习之泛型介绍

2024-07-21 02:29:04
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供稿:网友
  什么是泛型

  一种类型占位符,或称之为类型参数。我们知道在一个方法中,一个变量的值可以作为参数,但其实这个变量的类型本身也可以作为参数。泛型允许我们在调用的时候再指定这个类型参数是什么。在.net中,泛型能够给我们带来的两个明显好处是——类型安全和减少装箱、拆箱。

  类型安全和装箱、拆箱

  作为一种类型参数,泛型很容易给我们带来类型安全。而在以前,在.net1.1中我们要实现类型安全可以这样做 :

//假设你有一个人员集合

public class person{
 private string _name;
 public string name
 { get { return _name; }
 set { _name = value;}}
}

//假设你有一个人员集合

public class personcollection : ilist
{
 ...
 private arraylist _persons = new arraylist();
 public person this[int index]
 { get { return (person)_persons[index]; } }

 public int add(person item)
 { _persons.add(item);
  return _persons.count - 1;}

 public void remove(person item)
 { _persons.remove(item); }

 object ilist.this[int index]
 { get { return _persons[index]; }
 set { _persons[index] = (person)value; }}

 int ilist.add(object item)
 { return add((person)item); }

 void ilist.remove(object item)
 { remove((person)item); }
  ...
}

  上述代码主要采用了显性接口成员(explicit interface member implementation)技术,能够实现类型安全,但问题是:

  ·产生重复代码。假设你还有一个dog类集合,其功能相同,但为了类型安全,你必须要copy一份代码,这样便使程序重复代码增加,当面对变化的时候,更难维护。

public class dogcollection : ilist
{
 ...
 private arraylist _dogs = new arraylist();
 public dog this[int index]
 { get { return (dog)_dogs[index]; } }

 public int add(dog item)
 { _dogs.add(item);
  return _dogs.count - 1;}

 public void remove(dog item)
 { _dogs.remove(item); }

 object ilist.this[int index]
 { get { return _dogs[index]; }
 set { _dogs[index] = (dog)value; }}

 int ilist.add(object item)
 { return add((dog)item); }

 void ilist.remove(object item)
 { remove((dog)item); }
  ...
}

  如果在泛型中,要实现类型安全,你不需要拷贝任何代码,你仅仅需要这样做:

list<person> persons = new list<person>();
persons.add(new person());
person person = persons[0];
list<dog> dogs = new list<dog>();
dogs.add(new dog());
dog dog = dogs[0];

  ·对于值类型的对象还是需要额外的装箱、拆箱。其实对于传统的集合来说,只要其中的包含的内容涉及到值类型,就不可避免需要装箱、拆箱。请看下面的例子。

public class intcollection : ilist
{
 ...
 private arraylist _ints = new arraylist();
 public int this[int index]
 { get { return (int)_ints[index]; } }

 public int add(int item)
 { _ints.add(item);
  return _ints.count - 1;}

 public void remove(int item)
 { _ints.remove(item); }
  object ilist.this[int index]
  { get { return _ints[index]; }
  set { _ints[index] = (int)value; }}

 int ilist.add(object item)
 { return add((int)item); }

 void ilist.remove(object item)
 { remove((int)item); }
  ...
 }

 static void main(string[] args)
 { intcollection ints = new intcollection();
  ints.add(5); //装箱
  int i = ints[0]; //拆箱
 }

  少量装箱、拆箱对性能的影响不大,但是如果集合的数据量非常大,对性能还是有一定影响的。泛型能够避免对值类型的装箱、拆箱操作,您可以通过分析编译后的il得到印证。

static void main()

{
 list<int> ints = new list<int>();
 ints.add(5); //不用装箱
 int i = ints[0]; //不用拆箱
}

  泛型的实现

  ·泛型方法

static void swap<t>(ref t a, ref t b)
{ console.writeline("you sent the swap() method a {0}",
 typeof(t));
 t temp;
 temp = a;
 a = b;
 b = temp;
}

  ·泛型类、结构

public class point<t>
{
 private t _x;
 private t _y;
 public t x
 { get { return _x; }
  set { _x = value; }}

 public t y
 { get { return _y; }
  set { _y = value; }}

 public override string tostring()
 { return string.format("[{0}, {1}]", _x, _y); }
}

  泛型的where

  泛型的where能够对类型参数作出限定。有以下几种方式。

  ·where t : struct 限制类型参数t必须继承自system.valuetype。
  
  ·where t : class 限制类型参数t必须是引用类型,也就是不能继承自system.valuetype。

  ·where t : new() 限制类型参数t必须有一个缺省的构造函数

  ·where t : nameofclass 限制类型参数t必须继承自某个类或实现某个接口。

  以上这些限定可以组合使用,比如: public class point<t> where t : class, icomparable, new()

  泛型的机制

  ·机制:

  c#泛型代码在被编译为il代码和无数据时,采用特殊的占位符来表示泛型类型,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。

  ·编译机制:

  1. 第一轮编译时,编译器只为stack<t>(栈算法)类型产生“泛型版”的il代码与元数据-----并不进行泛型类型的实例化,t在中间只充当占位符

  2. jit编译时,当jit编译器第一次遇到stack<int>时,将用int替换“泛型版”il代码与元数据中的t---进行泛型类型的实例化。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。

  泛型的一些问题

  ·不支持操作符重载。我只知道这么多了

  范型的意义

  泛型的意义何在?类型安全和减少装箱、拆箱并不是泛型的意义,而是泛型带来的两个好处而已(或许在.net泛型中,这是最明显的好处了)。泛型的意义在于——把类型作为参数,它实现了代码之间的很好的横向联系,我们知道继承为代码提供了一种从上往下的纵向联系,但泛型提供了方便的横向联系(从某种程度上说,它和aop在思想上有相通之处)。在personcollection例子中,我们知道add()方法和remove()方法的参数类型相同,但我们明确无法告诉我们的程序这一点,泛型提供了一种机制,让程序知道这些。道理虽然简单,但这样的机制或许能给我们的程序带来一些深远的变化吧。

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