C# 高级 - 泛型
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2023-12-01
泛型允许推迟类或方法中编程元素的数据类型规范的编写,直到实际在程序中使用它的时候再编写。换句话说,泛型允许编写一个可以与任何数据类型协作的类或方法。
你可以通过数据类型的替代参数来编写类或方法的规范。当编译器遇到类的构造函数或方法的函数调用时,它会生成代码来处理指定的数据类型。下面这个简单的示例将有助于理解这个概念:
using System;
using System.Collections.Generic;
namespace GenericApplication
{
public class MyGenericArray<T>
{
private T[] array;
public MyGenericArray(int size)
{
array = new T[size + 1];
}
public T getItem(int index)
{
return array[index];
}
public void setItem(int index, T value)
{
array[index] = value;
}
}
class Tester
{
static void Main(string[] args)
{
// 声明一个整型数组
MyGenericArray<int> intArray = new MyGenericArray<int>(5);
// 设置值
for (int c = 0; c < 5; c++)
{
intArray.setItem(c, c*5);
}
// 获取值
for (int c = 0; c < 5; c++)
{
Console.Write(intArray.getItem(c) + " ");
}
Console.WriteLine();
// 声明一个字符数组
MyGenericArray<char> charArray = new MyGenericArray<char>(5);
// 设置值
for (int c = 0; c < 5; c++)
{
charArray.setItem(c, (char)(c+97));
}
// 获取值
for (int c = 0; c< 5; c++)
{
Console.Write(charArray.getItem(c) + " ");
}
Console.WriteLine();
Console.ReadKey();
}
}
}
编译执行上述代码,得到如下结果:
0 5 10 15 20
a b c d e
泛型的特性
泛型是一种可以增强程序功能的技术,表现在如下几个方面:
- 它有助于最大限度地进行重用代码、确保类型的安全以及提高性能。
- 你可以创建泛型集合类。.NET 框架类库在 System.Collections.Generic 命名空间中包含了一些新的泛型集合类,你可以使用这些泛型集合类来替代 System.Collections 中的集合类。
- 你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。
- 你可以对泛型类进行约束,使其只访问具有特定数据类型的方法。
- 在运行时,通过使用反射方法可以获取泛型数据类型中所使用的类型信息。
泛型方法
在之前的例子中,我们使用过一个泛型类,我们还可以通过类型参数来声明泛型方法。下述示例很好地展示了这个概念:
using System;
using System.Collections.Generic;
namespace GenericMethodAppl
{
class Program
{
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';
// 显示交换之前的值
Console.WriteLine("Int values before calling swap:");
Console.WriteLine("a = {0}, b = {1}", a, b);
Console.WriteLine("Char values before calling swap:");
Console.WriteLine("c = {0}, d = {1}", c, d);
// 调用 swap 进行交换
Swap<int>(ref a, ref b);
Swap<char>(ref c, ref d);
// 显示交换之后的值
Console.WriteLine("Int values after calling swap:");
Console.WriteLine("a = {0}, b = {1}", a, b);
Console.WriteLine("Char values after calling swap:");
Console.WriteLine("c = {0}, d = {1}", c, d);
Console.ReadKey();
}
}
}
编译执行上述代码,得到如下结果:
Int values before calling swap:
a = 10, b = 20
Char values before calling swap:
c = I, d = V
Int values after calling swap:
a = 20, b = 10
Char values after calling swap:
c = V, d = I
泛型委托
你可以通过类型参数来定义一个泛型委托,如:
delegate T NumberChanger<T>(T n);
泛型委托示例:
using System;
using System.Collections.Generic;
delegate T NumberChanger<T>(T n);
namespace GenericDelegateAppl
{
class TestDelegate
{
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("Value of Num: {0}", getNum());
nc2(5);
Console.WriteLine("Value of Num: {0}", getNum());
Console.ReadKey();
}
}
}
编译执行以上代码,得到如下结果:
Value of Num: 35
Value of Num: 175