c#泛型使用详解：泛型特点、泛型继承、泛型接口、泛型委托

泛型：通过参数化类型来实现在同一份代码上操作多种数据类型。利用“参数化类型”将类型抽象化，从而实现灵活的复用。在.NET类库中处处都可以看到泛型的身影，尤其是数组和集合中，泛型的存在也大大提高了程序员的开发效率。更重要的是，C#的泛型比C++的模板使用更加安全，并且通过避免装箱和拆箱操作来达到性能提升的目的。因此，我们很有必要掌握并善用这个强大的语言特性。

C#泛型特点：

1、如果实例化泛型类型的参数相同，那么JIT编辑器会重复使用该类型，因此C#的动态泛型能力避免了C++静态模板可能导致的代码膨胀的问题。

2、C#泛型类型携带有丰富的元数据，因此C#的泛型类型可以应用于强大的反射技术。

3、C#的泛型采用“基类、接口、构造器，值类型/引用类型”的约束方式来实现对类型参数的“显示约束”，提高了类型安全的同时，也丧失了C++模板基于“签名”的隐式约束所具有的高灵活性

C#泛型继承：

C#除了可以单独声明泛型类型（包括类与结构）外，也可以在基类中包含泛型类型的声明。但基类如果是泛型类，它的类型要么以实例化，要么来源于子类（同样是泛型类型）声明的类型参数，看如下类型

class C

class D:C

class E:C

class F:C

class G:C  //非法

E类型为C类型提供了U、V，也就是上面说的来源于子类

F类型继承于C，个人认为可以看成F继承一个非泛型的类

G类型为非法的，因为G类型不是泛型，C是泛型，G无法给C提供泛型的实例化

泛型类型的成员：

泛型类型的成员可以使用泛型类型声明中的类型参数。但类型参数如果没有任何约束，则只能在该类型上使用从System.Object继承的公有成员。如下图：

泛型接口：

泛型接口的类型参数要么已实例化，要么来源于实现类声明的类型参数

泛型委托：

泛型委托支持在委托返回值和参数上应用参数类型，这些参数类型同样可以附带合法的约束

delegate bool MyDelegate(T value);

class MyClass

{

    static bool F(int i){...}

    static bool G(string s){...}

    static void Main()

    {

        MyDelegate p2 = G;

        MyDelegate p1 = new MyDelegate(F);

    }

}

泛型方法：

1、C#泛型机制只支持“在方法声明上包含类型参数”——即泛型方法。

2、C#泛型机制不支持在除方法外的其他成员（包括属性、事件、索引器、构造器、析构器）的声明上包含类型参数，但这些成员本身可以包含在泛型类型中，并使用泛型类型的类型参数。

3、泛型方法既可以包含在泛型类型中，也可以包含在非泛型类型中。

泛型方法声明：如下

public static int FunctionName(T value){...}

泛型方法的重载：

public void Function1(T a);

public void Function1(U a);

这样是不能构成泛型方法的重载。因为编译器无法确定泛型类型T和U是否不同，也就无法确定这两个方法是否不同

public void Function1(int x);

public void Function1(int x);

这样可以构成重载

public void Function1(T t) where T:A;

public void Function1(T t) where T:B;

这样不能构成泛型方法的重载。因为编译器无法确定约束条件中的A和B是否不同，也就无法确定这两个方法是否不同

泛型方法重写：

在重写的过程中，抽象类中的抽象方法的约束是被默认继承的。如下：

abstract class Base

{

    public abstract T F(T t,U u) where U:T;

    public abstract T G(T t) where T:IComparable;

}

class MyClass:Base

{

    public override X F(X x,Y y){...}

    public override T G(T t) where T:IComparable{}

}

对于MyClass中两个重写的方法来说

F方法是合法的，约束被默认继承

G方法是非法的，指定任何约束都是多余的

泛型约束：

1、C#泛型要求对“所有泛型类型或泛型方法的类型参数”的任何假定，都要基于“显式的约束”，以维护C#所要求的类型安全。

2、“显式约束”由where子句表达，可以指定“基类约束”，“接口约束”，“构造器约束”，“值类型/引用类型约束”共四种约束。

3、“显式约束”并非必须，如果没有指定“显式约束”，范型类型参数将只能访问System.Object类型中的公有方法。例如：在开始的例子中，定义的那个obj成员变量。比如我们在开始的那个例子中加入一个Test1类，在它当中定义两个公共方法Func1、Func2，如下图：

我们今天来讨论下泛型的用法。首先说下泛型的概念，用通俗的语言来讲，泛型其实就是类的一个参数，但是要求参数必须是一个类，而不能是一个对象。很多人可能对泛型中T的作用不太理解，其中T在泛型中扮演的角色就相当于一个占位符，确切的说，是类型占位符。凡是出现T的地方都会替换成你所传递的类型。

那么下面我们就来写一个泛型的例子，让大家体验一下泛型的威力。

首先咱们来看常用的List泛型集合

01，List集合，其中T可以是任何类型（int，string，数组类型，甚至是用户自定义的类类型）

            List intList = new List();

            intList.Add("李晓玲");

            intList.Add("章子怡");

            foreach (string item in intList)

            {

                Console.WriteLine(item);

            }

也可以在声明List时使用类似于数组初始化器的集合初始化器。

例如：List  nameList=new  List(){“Jack”,”Rose”,”Harvard”};

(该特性在.net3.0以及更高版本中使用)

List常用方法：

  1. 要向泛型中添加一个元素：使用Add()方法

                        添加多个元素：使用AddRange()方法

 2.在指定位置插入元素使用Insert()方法

3.访问元素可以通过索引，也可以使用foreach循环遍历

4.删除元素可以使用Remove()或者RemovAt()方法，使用Clear()方法可以删除所有元素。

然后来看下键值对泛型集合Dictionary

C#也为HashTable提供了泛型类型，即Dictionary,通常称为”字典”。

Dictionary存储数据的特点：

1， 存储数据的方式和哈希表类似，也是通过key/value保存元素。

2， 键必须是唯一的。不能为null，但是如果值为引用类型，该值可以为空。

主要属性：count：获取包含的键/值对数

                     Keys：键的集合

//02,Dictionary集合

            Dictionary dic = new Dictionary();

            dic.Add("01", "李小龙");

            dic.Add("02","李连杰");

            //遍历key

            foreach (string item in dic.Keys)

            {

                Console.WriteLine("key"+item+"  value"+dic[item]);

            }

            //一次性遍历键和值

            foreach (KeyValuePair item in dic)

            {

                Console.WriteLine("key"+item.Key+"   value"+item.Value);

            }

 这时候大家可能会有疑问，为什么要用泛型呢？

泛型有三个好处：

1，实现算法的重用。

在泛型出现之前，我们为了保证性能安全而自定义强类型集合时，就需要为每种类型创建几乎相同自定义集合。这样就会重复劳动而且可维护性差。

   2，避免拆箱和装箱。

   这点大家可以这样理解，使用ArrayList和HashTable存取变量，会带来频繁的装箱(将值类型转换成引用类型)和拆箱(将引用类型转换成值类型)操作，对性能有所影响。

3，类型安全(编译时会自动检测参数类型)

泛型的特点：

泛型将操作的数据类型定义为一个参数，类型参数使得设计如下类和方法成为可能。这些类和方法将一个或多个类型的指定推迟到客户端代码声明并实例化类或方法的时候。

使用where约束类型参数

可以使用where约束类型参数：

   Where  T:struct 中T必须在其继承链中有System.ValueType值类型。

Where T:class 中T必须是引用类型

Where T:new()中T必须有一个默认的构造函数。在有多个约束的类型上，此约束必须列在末尾。

Where  T:NameOfBaseClass中T必须派生于NameOfBaseClass指定的类。

当然，泛型不仅能用在类上，也可单独用在类的方法中，它可根据方法参数的类型自动适应各种参数，这样的方法就叫做泛型方法。

Public  class  Stack2

{

      Public  void  Push(Stack s,  params T[] p)

{

       Foreach(T  t  in  p)

       {

          s.Push(t);

}

}

}

原来的类Stack一次只能Push一个数据，这个类Stack2扩展了Stack的功能，可以一次把多个数据压入Stack中，其中Push是一个泛型方法。这个方法的调用示例如下：

Stack  stack=new  Stack(100);

Stack2  mystack2=new  Stack2();

mystack2.Push(x,1,2,3);

string  str=string.Empty;

for(int i=0;i<3;i++)

{

    Str+=stack.Pop().ToString();

}

结果输出str的值是64321