C#高级编程笔记 Day 6, 2016年9月 14日 (泛型)

时间:2021-09-14 09:17:13

1、泛型类的功能:在创建泛型类时,还需要一些其他C#关键字。例如,不能把null赋予泛型类型。此时,可以使用default 关键字。如果泛型类型不需要Object类的功能,但需要调用泛型类上的某特定方法,就可以定义约束。

 具体讨论以下:

  • 默认值
  • 约束
  • 继承
  • 静态成员

例:下面是一个使用 泛型文档管理器示例。DocumentManager

  •  using System;
    using System.Collections.Generic;
    namespace Jandar.Test.YinXi{
    public class DocumentManager<T>{
    private readonly Queue<T> documentQueue=new Queue<T>();
    public void AddDocument(T doc){
    lock(this){
    documentQueue.Enqueue(doc);
    }
    }
    public bool IsDocumentAvailable{
    get{
    return documentQueue.Count>;
    }
    }
    }

除了IEnumerable 接口,还有一个泛型版本 IEnumerable<T>。IEnumerable<T> 派生自IEnumerable 添加了IEnumerator<T> 的GetEnumerator() 方法,LinkeedList<T>实现泛型接口 IEnumerable<T>

  【默认值】

    给DocumentManager<T>类添加一个 GetDocument() 方法。在这个方法中,应把 类型T 指定为null。但是,不能把null 赋予泛型类型。原因是泛型类型也可以实例化为值类型,而null 只能用于引用类型。为了解决这个问题,可以使用 default 关键字。通过default 关键字,将null 赋予引用类型,将 0 赋予值类型。

  •   
     public T GetDocument()
    {
    T doc =default(T);
    lock(this)
    {
    doc=documentQueue.Dequeue();
    }
    return doc;
    }

    default 关键字根据上下文可以有多种含义。 switch 语句使用 default 定义默认情况。在泛型中,根据泛型类型是引用类型还是值类型,泛型default 用于将泛型类型初始化为 null 或 0;

  【约束】

  • Document 类实现带有 Title 和Content属性的 IDocument 接口。
     public interface IDocument
    {
    string Title {get; set;}
    string Content{get; set;}
    } public class Document: IDocument
    {
    public Document()
    { }
    public Document(string title,string content)
    {
    this.Title=title;
    this.Content=content;
    }
    public string Title{ get; set;}
    public string Content{getl;set;}
    }
  • 要使用DocumentManager<T> 类显示文档,可以将类型 T 强制转换为 IDocument 接口,以显示标题 title 或者 内容 content
  •  public void DisplayAllDocuments()
    {
    foreach(T doc in documentQueue)
    {
    Console.WriteLine(((IDocument)doc).Title);
    }
    }
  • 问题是如果类型T没有实现IDocument 接口,这个类型强制转换就会导致一个运行异常。最好给DocumentManager<TDocument>类定义一个约束: TDocument 类型必须实现 IDocument 接口,
  •  public class DocumentManager<TDocument> where TDocument : IDocument
    {
    ...
    }
    约束 说明

    where T : struct

    对于结构约束,类型 T 必须是值类型

    where T : class

    类约束指定类型 T 必须是引用类型

    where T : IFoo

    指定类型 T 必须实现接口 IFoo

    where T : Foo

    指定类型 T 必须派生自基类 Foo

    where T : new()

    这是一个构造函数约束,指定类型 T 必须有一个默认构造函数

    where T1 : T2

    这个约束也可以指定,类型T1 派生自 泛型类型T2。 该约束也成为裸类型约束

    只能为默认构造函数定义构造函数约束,不能为其他构造函数定义构造函数约束

    使用泛型类型还可以合并多个约束。 where T :IFoo,new() 约束和 MyClass<T>声明指定,类型T 必须实现IFoo 接口,且必须有一个默认构造函数。

    •       
      public class MyClass<T> where T :IFoo, new()
      {
      ...
      }

   【继承】

   可以定义一个抽象的泛型基类,它在派生类中用一个具体的类型实现。

    •       
       public abstract class Calc<T>
      {
      public abstract T Add(T x, T y);
      public abstract T Sub(T x, T y);
      } public class IntCalc :Calc<int>
      {
      public override int Add(int x ,int y)
      {
      return x+y;
      }
      public override int Sub(int x, int y)
      {
      return x-y;
      }
      }

    【静态成员】

    泛型类的静态成员需要特别关注。泛型类的静态成员只能在类的一个实例*享。

  •     
     public class StaticDemo<T>
    {
    public static int x;
    } //由于同时对一个string类型和一个int 类型使用了 StaticDemo<T> 类。所以存在两组静态字段。
    StaticDemo<string>.x=;
    StaticDemo<int>.x=;
    Console.WriteLine(StaticDemo<string>.x);//

2、泛型接口

  【协变和抗变】

    协变和抗变指对参数和返回值类型进行转换。

    在.NET 中,参数类型是协变的。假定有 Shape 和 Rectangle 类,Rectangle 派生自Shape基类。声明 Display()方法是为了接受Shape 类型的对象作为其参数:    

public void Display(Shape o){ }

    方法的返回类型是抗变的。当方法返回一个Shape 时,不能把它赋予 Rectangle, 因为Shape不一定总是Rectangle。反过来是可行的:如果一个方法像 GetRectangle() 方法那样返回一个Rectangle,

public Rectangle GetRectangle();

就可以把结果赋予某个Shape

Shape s=GetRectangle();

在 .NET Framework4 版本之前,这种行为方式不适用于泛型。 在C# 4 中,扩展后的语言支持泛型接口和泛型委托的协变和抗变。

  泛型接口的协变

  如果泛型类型用 out 关键字标注,泛型接口就是协变的。这也意味着返回类型只能是 T 。 接口 IIndex 与 类型 T 是协变的,并从一个只读索引器中返回这个类型。

public interface IIndex<out T>
{
T this[int index] { get;}
int Count{get;}
}