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C#泛型

    在C#开发中,必不可少的要用到泛型。泛型是.NET2.0版本就有的,它广泛应用于C#框架中容器的使用中。下面我们来详细介绍一下。

  一、泛型的主要优势

    1.性能更高。

    2.类型更安全。

    3.代码更多的重用和扩展性。

  二、泛型的基本使用

    泛型的一个主要优点是性能,我们来看下面的例子:

   static void Main(string[] args)         {             //不是泛型的集合类             ArrayList list = new ArrayList();             //添加一个值类型 装箱操作             list.Add(12);             //去除第一个元素12 拆箱操作             int num = (int)list[0];             Console.WriteLine(num);             Console.WriteLine("执行结束");             Console.ReadKey();         }

C#泛型C#泛型

    //         // 摘要:         //     将对象添加到 System.Collections.ArrayList 的结尾处。         //         // 参数:         //   value:         //     要添加到 System.Collections.ArrayList 末尾的 System.Object。该值可以为 null。         //         // 返回结果:         //     value 已添加的 System.Collections.ArrayList 索引。         //         // 异常:         //   T:System.NotSupportedException:         //     The System.Collections.ArrayList is read-only.-or- The System.Collections.ArrayList         //     has a fixed size.         public virtual int Add(object value);

元数据中ArrayList类的Add方法

    相信大家都知道,装箱拆箱是比较损耗性能的,在执行add方法是, 把值类型转换成引用类型(装箱),取出来时在去拆箱,那怎么样才能避免这种情况发生呢?

再来看下面代码:

           //泛型集合类             List<int> list = new List<int>();             list.Add(12);             int num = list[0];             Console.WriteLine(num);             Console.WriteLine("执行结束");             Console.ReadKey();    

    这个时候,代码并没有发生装箱拆箱操作。

C#泛型C#泛型

 //         // 摘要:         //     将对象添加到 System.Collections.Generic.List`1 的结尾处。         //         // 参数:         //   item:         //     要添加到 System.Collections.Generic.List`1 末尾的对象。对于引用类型,该值可以为 null。         public void Add(T item);

元数据中List类的Add方法

    代码写到这里时,我们只是创建了一个List泛型集合,你可能还感觉不到泛型优势到底在哪里,你也可能不知道泛型到底是怎么用的。好,下面我们写个测试还有自己实际应用的例子。

C#泛型C#泛型

static void Main(string[] args)         {             //不是泛型的集合类             ArrayList arylist = new ArrayList();             //添加一个值类型 装箱操作              //泛型集合类             List<int> list = new List<int>();               //计时类             Stopwatch watch = new Stopwatch();             watch.Start();//开始计时             for (int i = 0; i < 10000000; i++)             {                 arylist.Add(i);             }             watch.Stop();             Console.WriteLine("Arraylist用时:"+watch.ElapsedMilliseconds);              Stopwatch watch1 = new Stopwatch();             watch1.Start();//开始计时             for (int i = 0; i < 10000000; i++)             {                 list.Add(i);              }             watch1.Stop();             Console.WriteLine("list用时:" + watch1.ElapsedMilliseconds);             Console.WriteLine("执行结束");             Console.ReadKey();         }

测试arraylist和list集合的性能

    执行结果:

C#泛型

 

 

     以上的例子中,可以看出在计时的过程中代码写的重复了, 怎么解决这个问题呢, 泛型要排上用场了。

    我们想一下,相同的操作(都是循环添加元素,计算用时)用同一个方法实现不就ok了,只不过这个方法是泛型的(可以接受ArrayList,也可以接受List),下面我们来写一下这个方法。   

        //我们用T来代表泛型         public static long GetTime<T>(T t)         {             Stopwatch watch = new Stopwatch();             watch.Start();//开始计时             for (int i = 0; i < 10000000; i++)             {                 t.Add(i);             }             watch.Stop();             return watch.ElapsedMilliseconds;         }    

    但是问题来了, 这里并没有Add方法让我们使用啊。 我们的思路是把这个T在调用时可以当作ArrayList类型, 也可以当作List类型,这里就设计到了泛型约束。

  三、泛型约束

    如果使用泛型时, 想要调用这个泛型类型中的方法, 那么就需要添加约束。泛型约束主要有以下几种:

    

约束 说明
where T:struct 对于结构的约束, T必须是值类型
where T:class T必须是引用类型
where T:ITest T必须实现了ITest接口
where T:Test T必须继承基类Test
where T:new() T必须有默认构造函数
where T:T2 T派生自泛型类型T2,也称为裸类型约束

 

       

 

 

 

 

 

 

    我们接着上个泛型方法来修改,ArrayList和List都实现了接口IList , 这个时候我们加上这个接口约束;

        //我们用T来代表泛型         public static long GetTime<T>(T t)where T:IList         {             Stopwatch watch = new Stopwatch();             watch.Start();//开始计时             for (int i = 0; i < 10000000; i++)             {                 t.Add(i);             }             watch.Stop();             return watch.ElapsedMilliseconds;         }    

调用结果:

C#泛型

 

     代码写到这里时,相信你已经对泛型有所了解了,但是真要应用到自己以后的逻辑编程中时,一定要善于总结:相同类型的相同方法,或者业务逻辑相同,只有某个判断不同时,可以用上泛型,不仅高效还代码量小。

  四、应用场景示范

    在我们的项目开发中,数据库的增删改查肯定是少不了的, 在这里我们用泛型来定义增删改查的泛型类。 之后建立一个用户表(实际应用中对应数据库中表结构),数据库中每一个表都可以用泛型类中定义的方法, 不需要每一个都写增删改查操作,也是面向对象编程的一种思想:

public class BaseDal<T>where T:class ,new ()     {         //以下是增删查改示范         public void Query(int id) {             Console.WriteLine(typeof(T).Name+"查询方法,id="+id);         }                  public void Update(T t) {              Console.WriteLine(typeof(T).Name+"更新方法");         }         public void Delete(T t)         {             Console.WriteLine(typeof(T).Name + "删除方法");         }          public void Add(T t) {             Console.WriteLine(typeof(T).Name + "添加方法");         }     }

C#泛型C#泛型

public   class User     {         public int Id { get; set; }         public string Name { get; set; }     }

user 类

C#泛型C#泛型

           BaseDal<User> dal = new BaseDal<User>();             var user = new User()             {                 Id = 0,                 Name = "用户1"             };             dal.Add(user);             dal.Query(0);             user.Name = "用户11";             dal.Update(user);             dal.Delete(user);              Console.ReadKey();

调用示范

  五、泛型的协变和抗变

    协变和抗变主要是对参数和返回值的类型进行转换,在.NET4之后可以通过协变和抗变为泛型接口或这泛型委托添加这个扩展。

    现在我们写俩个类Shape(形状)、Rectangle(矩形类),Rectangle派生自Shape,写一个方法public static Rectangle GetRec() ;这个时候你会发现, 方法的泛型类型是抗变的, 就是我返回一个类型为Rectangle但是我可以用Shape来接收, 但泛型在NET4.0之前不支持这个方式, 泛型在NET4.0之后提供了支持泛型接口和泛型委托的协变和抗变。

C#泛型C#泛型

  //形状   public  class Shape     {         public double Width { get; set; }         public double Height { get; set; }          public override string ToString()         {             return string.Format("width:{0},height:{1}",Width,Height);         }     }      //矩形     public class Rectangle : Shape {      }  ///-----------------------------------方法与调用  public static Rectangle GetRec() {             return new Rectangle();         }  Shape s = GetRec();             Console.ReadKey();

普通方法抗变代码说明

    1、泛型接口的协变

      泛型接口在类型T前加上out关键字,这个时候泛型接口就是协变的,也就意味着返回类型只能是T。 直接看代码:

 //泛型接口的协变     public interface IIndex<out T>     {         T GetT(int index);         int Count { get; }     }       public class RecCollection : IIndex<Rectangle>     {         private Rectangle[] data = new Rectangle[2] {             new Rectangle() { Width=10,Height=20 },             new Rectangle() {Width=20,Height=30 }         };           public int Count         {             get             {               return  data.Count();             }         }          public Rectangle GetT(int index)         {             return data[index];         }     }

//调用                  Shape s1 = new RecCollection().GetT(1);             Console.WriteLine(s1.ToString());              IIndex<Rectangle> rec = new RecCollection();             IIndex<Shape> shapes = rec;             for (int i = 0; i < shapes.Count; i++)             {                 Console.WriteLine(shapes.GetT(i));             }             Console.ReadKey();

以上代码可以看出, 我们把泛型接口的泛型定义为矩形(Rectangle), 但是在接受的时候可以用基类(Shape) ,在这里实现了协变。

      2.泛型接口的抗变

        如果泛型类型用in关键字标注,那么这个泛型接口就是抗变的,这样,接口只能把泛型类型T用作其方法的输入。 

//泛型接口的抗变     public interface IDisplay<in T>     {         void Show(T item);     }      public class ShapeDisplay : IDisplay<Shape>     {         public void Show(Shape item)         {             Console.WriteLine(item);         }     } //-------------------------以下调用------   Rectangle recs = new Rectangle() { Width=100,Height=200};   IDisplay<Shape> shapeDisplay = new ShapeDisplay();   shapeDisplay.Show(recs);    IDisplay<Rectangle> recDisplay = shapeDisplay;   recDisplay.Show(recs);   Console.ReadKey();

以上代码可以看出泛型也是支持抗变和协变的。

    六、总结

      泛型是C#语言发展带来的新方法,以上例子只是简单的运用,希望大家能通过以上例子有所启发,能在项目中更好的使用泛型。以上还有泛型缓存没有说到,大家有兴趣可以找下资料,今天就到这里吧, 没有说到的还有不好的地方, 欢迎大家指正!

 

C#泛型

 

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