文档介绍：该【C#-20中泛型编程初级入门教程 】是由【小果冻】上传分享，文档一共【9】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【C#-20中泛型编程初级入门教程 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。C#,孩子忽悠老子叫欺骗,互相忽悠叫代沟。▲ 男人 这花花世界,我要用什么颜色来吸引你。在2024年底微软公司正式发布了C#,与C#,新版本增加了很多新特性,其中最重要的是对泛型的支持。通过泛型,我们可以定义类型平安的数据结构,而无需使用实际的数据类型。这能显著提高性能并得到更高质量的代码。泛型并不是什么新鲜的东西,他在功能上类似于C++的模板,模板多年前就已存在C++上了,并且在C++上有大量成熟应用。 本文讨论泛型使用的一般问题,比方为什么要使用泛型、泛型的编写方法、泛型中数据类型的约束、泛型中静态成员使用要注意的问题、泛型中方法重载的问、泛型方法等,通过这些使我们可以大致了解泛型并掌握泛型的一般应用,编写出更简单、通用、高效的应用系统。 什么是泛型 我们在编写程序时,经常遇到两个模块的功能非常相似,只是一个是处理int数据,另一个是处理string数据,或者其他自定义的数据类型,但我们没有方法,只能分别写多个方法处理每个数据类型,因为方法的参数类型不同。有没有一种方法,在方法中传入通用的数据类型,这样不就可以合并代码了吗?泛型的出现就是专门解决这个问题的。读完本篇文章,你会对泛型有更深的了解。 为什么要使用泛型 为了了解这个问题,我们先看下面的代码,代码省略了一些内容,但功能是实现一个栈,这个栈只能处理int数据类型:lassStack{ privateint[]m_item; publicintPop(){...} publicvoidPush(intitem){...} publicStack(inti) { =newint[i]; }} 上面代码运行的很好,但是,当我们需要一个栈来保存string类型时,该怎么办呢?很多人都会想到把上面的代码复制一份,把int改成string不就行了。当然,这样做本身是没有任何问题的,但一个优秀的程序是不会这样做的,因为他想到假设以后再需要long、Node类型的栈该怎样做呢?还要再复制吗?优秀的程序员会想到用一个通用的数据类型object来实现这个栈:lassStack{ privateobject[]m_item; publicobjectPop(){...} publicvoidPush(objectitem){...} publicStack(inti) { =new[i]; }} 这个栈写的不错,他非常灵巧,可以接收任何数据类型,可以说是一劳永逸。但全面地讲,也不是没有缺陷的,主要表现在: 当Stack处理值类型时,会出现装箱、折箱操作,这将在托管堆上分配和回收大量的变量,假设数据量大,那么性能损失非常严重。在处理引用类型时,虽然没有装箱和折箱操作,但将用到数据类型的强制转换操作,增加处理器的负担。 在数据类型的强制转换上还有更严重的问题〔假设stack是Stack的一个实例〕:Node1x=newNode1();(x);Node2y=(Node2)(); 上面的代码在编译时是完全没问题的,但由于Push了一个Node1类型的数据,但在Pop时却要求转换为Node2类型,这将出现程序运行时的类型转换异常,但却逃离了编译器的检查。 针对object类型栈的问题,我们引入泛型,他可以优雅地解决这些问题。泛型用用一个通过的数据类型T来代替object,在类实例化时指定T的类型,运行时〔Runtime〕自动编译为本地代码,运行效率和代码质量都有很大提高,并且保证数据类型平安。 使用泛型 下面是用泛型来重写上面的栈,用一个通用的数据类型T来作为一个占位符,等待在实例化时用一个实际的类型来代替。让我们来看看泛型的威力:lassStack<T>{ privateT[]m_item; publicTPop(){...} publicvoidPush(Titem){...} publicStack(inti) { =newT[i]; }} 类的写法不变,只是引入了通用数据类型T就可以适用于任何数据类型,并且类型平安的。这个类的调用方法://实例化只能保存int类型的类Stack<int>a=newStack<int>(100);Push(10);Push("8888");//这一行编译不通过,因为类a只接收int类型的数据intx=();//实例化只能保存string类型的类Stack<string>b=newStack<string>(100);Push(10);//这一行编译不通过,因为类b只接收string类型的数据Push("8888");stringy=(); 这个类和object实现的类有截然不同的区别: 。实例化了int类型的栈,就不能处理string类型的数据,其他数据类型也一样。 。这个类在实例化时,按照所传入的数据类型生本钱地代码,本地代码数据类型已确定,所以无需装箱和折箱。 。 泛型类实例化的理论 C#泛型类在编译时,先生成中间代码IL,通用类型T只是一个占位符。在实例化类时,根据用户指定的数据类型代替T并由即时编译器〔JIT〕生本钱地代码,这个本地代码中已经使用了实际的数据类型,等同于用实际类型写的类,所以不同的封闭类的本地代码是不一样的。按照这个原理,我们可以这样认为: 泛型类的不同的封闭类是分别不同的数据类型。 例:Stack<int>和Stack<string>是两个完全没有任何关系的类,你可以把他看成类A和类B,这个解释对泛型类的静态成员的理解有很大帮助。 泛型类中数据类型的约束 程序员在编写泛型类时,总是会对通用数据类型T进行有意或无意地有假想,也就是说这个T一般来说是不能适应所有类型,但怎样限制调用者传入的数据类型呢?这就需要对传入的数据类型进行约束,约束的方式是指定T的祖先,即继承的接口或类。因为C#的单根继承性,所以约束可以有多个接口,但最多只能有一个类,并且类必须在接口之前。这时就用到了C#:lassNode<T,V>whereT:Stack,IComparablewhereV:Stack{...} 以上的泛型类的约束说明,parable继承,V必须是Stack或从Stack继承,否那么将无法通过编译器的类型检查,编译失败。 通用类型T没有特指,但因为C#中所有的类都是从object继承来,所以他在类Node的编写中只能调用object类的方法,这给程序的编写造成了困难。比方你的类设计只需要支持两种数据类型int和string,并且在类中需要对T类型的变量比较大小,但这些却无法实现,因为object是没有比较大小的方法的。了解决这个问题,parable约束,pareTo方法了。这个问题可以扩展到其他用户自定义的数据类型。 如果在类Node里需要对T重新进行实例化该怎么办呢?因为类Node中不知道类T到底有哪些构造函数。为了解决这个问题,需要用到new约束:lassNode<T,V>whereT:Stack,new()whereV:IComparable 需要注意的是,new约束只能是无参数的,所以也要求相应的类Stack必须有一个无参构造函数,否那么编译失败。 C#中数据类型有两大类:引用类型和值类型。引用类型如所有的类,值类型一般是语言的最根本类型,如int,long,struct等,在泛型的约束中,我们也可以大范围地限制类型T必须是引用类型或必须是值类型,分别对应的关键字是class和struct:lassNode<T,V>whereT:classwhereV:struct 泛型方法 泛型不仅能作用在类上,也可单独用在类的方法上,他可根据方法参数的类型自动适应各种参数,这样的方法叫泛型方法。看下面的类:lassStack2{ publicvoidPush<T>(Stack<T>s,paramsT[]p) { foreach(Ttinp) { (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〔当然也可以直接写在Stack中〕,他可以一次把多个数据压入Stack中。其中Push是一个泛型方法,这个方法的调用例如如下:Stack<int>x=newStack<int>(100);Stack2x2=newStack2();(x,1,2,3,4,6);strings="";for(inti=0;i<5;i++){ s+=().ToString();}//至此,s的值为64321 泛型中的静态成员变量 在C#,我们知道类的静态成员变量在不同的类实例间是共享的,并且他是通过类名访问的。C#,导致静态成员变量的机制出现了一些变化:静态成员变量在相同封闭类间共享,不同的封闭类间不共享。 这也非常容易理解,因为不同的封闭类虽然有相同的类名称,但由于分别传入了不同的数据类型,他们是完全不同的类,比方:Stack<int>a=newStack<int>();Stack<int>b=newStack<int>();Stack<long>c=newStack<long>(); 类实例a和b是同一类型,他们之间共享静态成员变量,但类实例c却是和a、b完全不同的类型,所以不能和a、b共享静态成员变量。 泛型中的静态构造函数 静态构造函数的规那么:只能有一个,且不能有参数,运行时自动调用,而不能人工调用。 泛型中的静态构造函数的原理和非泛型类是一样的,只需把泛型中的不同的封闭类理解为不同的类即可。以下两种情况可激发静态的构造函数: 。 。 泛型类中的方法重载 Framework中被大量应用,他要求重载具有不同的签名。在泛型类中,由于通用类型T在类编写时并不确定,所以在重载时有些本卷须知,这些事项我们通过以下的例子说明:lassNode<T,V>{ publicTadd(Ta,Vb)//第一个add { returna; } publicTadd(Va,Tb)//第二个add { returnb; } publicintadd(inta,intb)//第三个add { returna+b; }} 上面的类很明显,如果T和V都传入int的话,三个add方法将具有同样的签名,但这个类仍然能通过编译,是否会引起调用混淆将在这个类实例化和调用add方法时判断。请看下面调用代码:Node<int,int>node=newNode<int,int>();objectx=(2,11); 这个Node的实例化引起了三个add具有同样的签名,但却能调用成功,因为他优先匹配了第三个add。但如果删除了第三个add,上面的调用代码那么无法编译通过,提示方法产生的混淆,因为运行时无法在第一个add和第二个add之间选择。Node<string,int>node=newNode<string,int>();objectx=(2,"11"); 这两行调用代码可正确编译,因为传入的string和int,使三个add具有不同的签名,当然能找到唯一匹配的add方法。 由以上例如可知,C#的泛型是在实例的方法被调用时检查重载是否产生混淆,而不是在泛型类本身编译时检查。同时还得出一个重要原那么: 当一般方法与泛型方法具有相同的签名时,会覆盖泛型方法。 泛型类的方法重写 方法重写〔override〕的主要问题是方法签名的识别规那么,在这一点上他与方法重载一样,请参考泛型类的方法重载。 泛型的使用范围 本文主要是在类中讲述泛型,实际上,泛型还可以用在类方法、接口、结构〔struct〕、委托等上面使用,使用方法大致相同,就不再讲述。 小结 C#泛型是开发工具库中的一个无价之宝。它们可以提高性能、类型平安和质量,减少重复性的编程任务,简化总体编程模型,而这一切都是通过优雅的、可读性强的语法完成的。尽管C#泛型的根基是C++模板,但C#通过提供编译时平安和支持将泛型提高到了一个新水平。C#利用了两阶段编译、元数据以及诸如约束和一般方法之类的创新性的概念。毫无疑问,C#的将来版本将继续开展泛型,以便添加新的功能,Framework领域。