C# 2.0 泛型编程

** C#泛型演示 **

class Stack

  1<t>   
  2{   
  3private T[] store;   
  4private int size   
  5public Stack()   
  6{   
  7store = new T[10];   
  8size = 0;   
  9} 
 10
 11public void Push(T x)   
 12{   
 13store[size++] = x;   
 14} 
 15
 16public void T Pop()   
 17{   
 18return store[--size];   
 19}   
 20} 
 21
 22Stack<int> x = new Stack<int>();   
 23x.Push(17); 
 24
 25** 泛型简介  **
 26
 27所谓泛型:即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。泛型编程是一种编程范式,它利用“参数化类型”将类型抽象化,从而实现更为灵活的复用。 
 28
 29C#泛型赋予了代码更强的类型安全,更好的复用,更高的效率,更清晰的约束。 
 30
 31** C#泛型机制简介  **
 32
 33C#泛型能力由CLR在运行时支持,区别于C++的编译时模板机制,和java的编译时的“搽拭法”。这使得泛型能力可以在各个支持CLR的语言之间进行无缝的互操作。 
 34
 35C#泛型代码在被编译为IL和元数据时,采用特殊的占位符来表示泛型类型,并用专有的IL指令支持泛型操作。而真正的泛型实例化工作以“on-demand”的方式,发生在JIT编译时。 
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 37** C#泛型编译机制  **
 38
 39第一轮编译时,编译器只为Stack<t>类型产生“泛型版”的IL代码和元数据,并不进行泛型类型的实例化,T在中间只充当占位符。 
 40
 41JIT编译时,当JIT编译器第一次遇到Stack<int>时,将用int类型替换“泛型版”IL代码与元数据中的T -- 进行泛型类型的实例化。 
 42
 43CLR为所有类型参数为“引用类型”的泛型类型产生同一份代码,但如果类型参数为“值类型”,对每一个不同的“值类型”,CLR将为其产生一份独立的代码。 
 44
 45** C#泛型的几个特点  **
 46
 47如果实例化泛型类型的参数相同,那么JIT编译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。 
 48
 49C#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。 
 50
 51C#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。 
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 53** C#泛型类与结构  **
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 55class C<u,v>{} //合法   
 56class D:C<string,int>{} //合法   
 57class E<u,v>:C<u,v>{} //合法   
 58class F<u,v>:C<string,int>{} //合法   
 59class G:C<u,v>{} //非法 
 60
 61C#除可单独声明泛型类型(包括类与结构)外,也可在基类中包含泛型类型的声明。但基类如果是泛型类,他的类型参数要么已实例化,要么来源子类(同样是泛型类型)声明的类型参数。 
 62
 63** 泛型类型的成员  **
 64
 65class C<v>   
 66{   
 67public V f1; //声明字段   
 68public D<v> f2; //作为其他泛型类型 的参数   
 69public C<v x="">   
 70{   
 71this.f1 = x;   
 72}   
 73} 
 74
 75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继承的共有成员。 
 76
 77** 泛型接口  **
 78
 79interface IList<t>   
 80{   
 81T[] GetElements();   
 82}   
 83interface IDictionary<k,v>   
 84{   
 85void Add(K key,V value);   
 86}   
 87//泛型接口的类型参数要么已实例化   
 88//要么来源于实现类声明的类型参数 
 89
 90class List<t>:IList<t>,IDictionary<int,t>   
 91{   
 92public T[] GetElements{}   
 93{   
 94return null;   
 95}   
 96public void Add(int index,T value){}   
 97} 
 98
 99** 泛型委托  **
100
101delegate bool Predicate<t>(T value);   
102class X   
103{   
104static bool F(int i){...}   
105static bool G(string s){...}   
106static void Main()   
107{   
108Predicate<string> p2 = G;   
109Predicate<int> p1 = new Predicate<int>(F);   
110}   
111}   
112泛型委托支持返回值和参数哂纳感应用参数类型,这些参数类型同样可以附带合法的约束。 
113
114** 泛型方法的简介  **
115
116C#泛型机制只支持“在方法声明上包含类型参数” -- 即泛型方法。 
117
118C#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。 
119
120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。 
121
122** 泛型方法的声明与调用  **
123
124public class Finder   
125{   
126// 泛型方法的声明   
127public static int Find<t>(T[] items,T item)   
128{   
129for(int i=0;i<items.length;i++) -1;="" i="Finder.Find&lt;T" i;="" if(items[i].equals(item)="" int="" return="" {="" }="" 泛型方法的调用="">(new int[]{1,3,4,5,6,8,9},6); 
130
131泛型编程 
132
133** 泛型方法的重载  **
134
135class MyClass   
136{   
137void F1<t>(T[] a,int i); // 不可以构成重载方法   
138void F1<u>(U[] a,int i); 
139
140void F2<t>(int x); // 可以构成重载方法   
141void F2(int x); 
142
143void F3<t>(T t) where T : A; // 不可以构成重载方法   
144void F3<t>(T t) where T : B;   
145} 
146
147** 泛型方法的重写  **
148
149abstract class Base   
150{   
151public abstract T F<t,u>(T t,U u) where U : T;   
152public abstract T G<t>(T t) where U : IComparable;   
153}   
154class Derived:Base   
155{   
156// 合法的重写,约束被默认继承   
157public override X F(X,Y)(X x,Y y){} 
158
159// 非法的重写,指定任何约束都是多余的   
160public override T G<t>(T t) where T : Comparable{}   
161} 
162
163**泛型约束简介**
164
165C#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. 
166
167"显式约束"有where字句表达,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"共四中约束. 
168
169"显示约束"并非必须,如果没有指定"显式约束",泛型类型参数将只能访问System.Object类型中的公有方法. 
170
171_ 基类约束  _
172
173class A   
174{   
175public void F1(){}   
176}   
177class B   
178{   
179public void F2(){}   
180} 
181
182class C(S,T)   
183where S:A // S继承自A   
184where T:B // T继承自B   
185{   
186// 可以在类型为S的变量上调用F1   
187// 可以在类型为T的变量上调用F2   
188} 
189
190_ 接口约束  _
191
192interface IPrintable{coid Print();}   
193interface IComparable<t>{int CompareTo(T v);}   
194interface IKeyProvider<t>{T HetKey();} 
195
196class Dictionary<k,v>   
197where K:IComparable<k>   
198where V:IPrintable,IKeyProvider<k>   
199{   
200// 可以在类型为K的变量上调用CompareTo   
201// 可以在类型为V的变量上调用Print和GetKey   
202} 
203
204_构造器约束_
205
206class A   
207{   
208public A(){}   
209}   
210class B   
211{   
212public B(int i)()   
213} 
214
215class C<t>   
216where T:new()   
217{   
218// 可以在其中使用T t = new T();   
219}   
220C<a> c = new C<a>(); // 可以,A有无参数构造器   
221C<b> c = new C<b>(); // 错误,B没有无参数构造器 
222
223_值类型/引用类型约束_
224
225public struct A{...}   
226public class B{...} 
227
228class C<t>   
229where T : struct   
230{   
231// T在这里面是一个值类型   
232}   
233C<a> c = new C<a>(); // 可以,A是一个值类型   
234C<b> c = new C<b>(); // 错误,B是一个引用类型 
235
236** 总结  **
237
238C#的泛型能力有CLR在运行时支持,它既不同于c++在编译时所支持的静态模板,也不同于java在编译器层面使用"檫拭法"支持的简单的类型. 
239
240C#的泛型支持包括类,结构,接口,委托共四种泛型类型,以及方法成员. 
241
242C#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"显式约束",它不支持C++模板那样的基于签名的显式约束.</b></b></a></a></t></b></b></a></a></t></k></k></k,v></t></t></t></t></t,u></t></t></t></u></t></items.length;i++)></t></int></int></string></t></int,t></t></t></k,v></t></v></v></v></u,v></string,int></u,v></u,v></u,v></string,int></u,v></int></t></int></int></t>
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