C#泛型

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2023-03-14

在 C# 中，泛型（Generic）是一种规范，它允许我们使用占位符来定义类和方法，编译器会在编译时将这些占位符替换为指定的类型，利用泛型的这一特性我们可以定义通用类（泛型类）或方法（泛型方法）。

定义通用类需要使用尖括号 <>，这里的尖括号用于将类或方法声明为泛型。下面通过一个简单的示例来帮助您理解这个概念：

using System;
using System.Collections;

namespace www.xnip.cn
{
    // 定义泛型类
    class GenericClass<T>{
        // 泛型方法
        public GenericClass(T msg){
            Console.WriteLine(msg);
        }
    }
    class Demo
    {
        static void Main(string[] args){
            GenericClass<string> str_gen = new GenericClass<string>("小牛知识库");
            GenericClass<int> int_gen = new GenericClass<int>(1234567);
            GenericClass<char> char_gen = new GenericClass<char>('C');
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

允许结果如下：

小牛知识库
1234567
C

泛型的特性

可以将泛型看作是一种增强程序功能的技术，泛型类和泛型方法兼具可重用性、类型安全性和效率，这是非泛型类和非泛型方法无法实现的。泛型通常与集合以及作用于集合的方法一起使用，System.Collections.Generic 命名空间下就包含几个基于泛型的集合类。下面总结了一些关于泛型的特性：

使用泛型类型可以最大限度地重用代码、保护类型的安全性以及提高性能；
泛型最常见的用途是创建集合类；
.NET 类库在 System.Collections.Generic 命名空间中包含几个新的泛型集合类，您可以使用这些类来代替 System.Collections 中的集合类；
您可以创建自己的泛型接口、泛型类、泛型方法、泛型事件和泛型委托；
您也可以对泛型类进行约束以访问特定数据类型的方法；
在泛型数据类型中所用类型的信息可在运行时通过使用反射来获取。

泛型方法

在上面的示例中我们已经使用了泛型类，除此之外我们可以通过类型参数声明泛型方法。下面通过示例程序来演示一下：

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace www.xnip.cn
{
    class Demo
    {
        static void Swap<T>(ref T lhs, ref T rhs)
        {
            T temp;
            temp = lhs;
            lhs = rhs;
            rhs = temp;
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            int a, b;
            char c, d;
            a = 10;
            b = 20;
            c = 'I';
            d = 'V';

            // 在交换之前显示值
            Console.WriteLine("调用 swap 之前的 Int 值:");
            Console.WriteLine("a = {0}, b = {1}", a, b);
            Console.WriteLine("调用 swap 之前的字符值:");
            Console.WriteLine("c = {0}, d = {1}", c, d);

            // 调用 swap
            Swap<int>(ref a, ref b);
            Swap<char>(ref c, ref d);

            // 在交换之后显示值
            Console.WriteLine("调用 swap 之后的 Int 值:");
            Console.WriteLine("a = {0}, b = {1}", a, b);
            Console.WriteLine("调用 swap 之后的字符值:");
            Console.WriteLine("c = {0}, d = {1}", c, d);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

运行结果如下：

调用 swap 之前的 Int 值:
a = 10, b = 20
调用 swap 之前的字符值:
c = I, d = V
调用 swap 之后的 Int 值:
a = 20, b = 10
调用 swap 之后的字符值:
c = V, d = I

泛型委托

我们还可以使用类型参数定义泛型委托，如下例所示：

delegate T NumberChanger<T>(T n);

【示例】下面通过示例演示泛型委托的使用：

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace www.xnip.cn
{
    class Demo
    {
        delegate T NumberChanger<T>(T n);
        static int num = 10;
        public static int AddNum(int p){
            num += p;
            return num;
        }

        public static int MultNum(int q){
            num *= q;
            return num;
        }
        public static int getNum(){
            return num;
        }
        static void Main(string[] args){
            // 创建委托实例
            NumberChanger<int> nc1 = new NumberChanger<int>(AddNum);
            NumberChanger<int> nc2 = new NumberChanger<int>(MultNum);
            // 使用委托对象调用方法
            nc1(25);
            Console.WriteLine("Num 的值为: {0}", getNum());
            nc2(5);
            Console.WriteLine("Num 的值为: {0}", getNum());
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

运行结果如下：

Num 的值为: 35
Num 的值为: 175