详细介绍C# 泛型

2023-07-18 18:27:03 235

在C#开发中，必不可少的要用到泛型。泛型是.NET2.0版本就有的，它广泛应用于C#框架中容器的使用中。下面我们来详细介绍一下。

一、泛型的主要优势

1.性能更高。

2.类型更安全。

3.代码更多的重用和扩展性。

二、泛型的基本使用

泛型的一个主要优点是性能，我们来看下面的例子：

staticvoidMain(string[]args)
{
//不是泛型的集合类
ArrayListlist=newArrayList();
//添加一个值类型装箱操作
list.Add(12);
//去除第一个元素12拆箱操作
intnum=(int)list[0];
Console.WriteLine(num);
Console.WriteLine("执行结束");
Console.ReadKey();
}

元数据中ArrayList类的Add方法

//
//摘要:
//将对象添加到System.Collections.ArrayList的结尾处。
//
//参数:
//value:
//要添加到System.Collections.ArrayList末尾的System.Object。该值可以为null。
//
//返回结果:
//value已添加的System.Collections.ArrayList索引。
//
//异常:
//T:System.NotSupportedException:
//TheSystem.Collections.ArrayListisread-only.-or-TheSystem.Collections.ArrayList
//hasafixedsize.
publicvirtualintAdd(objectvalue);

相信大家都知道，装箱拆箱是比较损耗性能的，在执行add方法是，把值类型转换成引用类型(装箱)，取出来时在去拆箱，那怎么样才能避免这种情况发生呢？

再来看下面代码：

//泛型集合类
Listlist=newList();
list.Add(12);
intnum=list[0];
Console.WriteLine(num);
Console.WriteLine("执行结束");
Console.ReadKey();

这个时候，代码并没有发生装箱拆箱操作。

元数据中List类的Add方法

//
//摘要:
//将对象添加到System.Collections.Generic.List`1的结尾处。
//
//参数:
//item:
//要添加到System.Collections.Generic.List`1末尾的对象。对于引用类型，该值可以为null。
publicvoidAdd(Titem);

代码写到这里时，我们只是创建了一个List泛型集合，你可能还感觉不到泛型优势到底在哪里，你也可能不知道泛型到底是怎么用的。好,下面我们写个测试还有自己实际应用的例子。

测试arraylist和list集合的性能

staticvoidMain(string[]args)
{
//不是泛型的集合类
ArrayListarylist=newArrayList();
//添加一个值类型装箱操作

//泛型集合类
Listlist=newList();


//计时类
Stopwatchwatch=newStopwatch();
watch.Start();//开始计时
for(inti=0;i<10000000;i++)
{
arylist.Add(i);
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("Arraylist用时："+watch.ElapsedMilliseconds);

Stopwatchwatch1=newStopwatch();
watch1.Start();//开始计时
for(inti=0;i<10000000;i++)
{
list.Add(i);

}
watch1.Stop();
Console.WriteLine("list用时："+watch1.ElapsedMilliseconds);
Console.WriteLine("执行结束");
Console.ReadKey();
}

执行结果：

以上的例子中，可以看出在计时的过程中代码写的重复了，怎么解决这个问题呢，泛型要排上用场了。

我们想一下，相同的操作（都是循环添加元素，计算用时）用同一个方法实现不就ok了，只不过这个方法是泛型的（可以接受ArrayList,也可以接受List），下面我们来写一下这个方法。

//我们用T来代表泛型
publicstaticlongGetTime(Tt)
{
Stopwatchwatch=newStopwatch();
watch.Start();//开始计时
for(inti=0;i<10000000;i++)
{
t.Add(i);
}
watch.Stop();
returnwatch.ElapsedMilliseconds;
}

但是问题来了，这里并没有Add方法让我们使用啊。我们的思路是把这个T在调用时可以当作ArrayList类型，也可以当作List类型，这里就设计到了泛型约束。

三、泛型约束

如果使用泛型时，想要调用这个泛型类型中的方法，那么就需要添加约束。泛型约束主要有以下几种：

约束	说明
whereT:struct	对于结构的约束，T必须是值类型
whereT:class	T必须是引用类型
whereT:ITest	T必须实现了ITest接口
whereT:Test	T必须继承基类Test
whereT:new()	T必须有默认构造函数
whereT:T2	T派生自泛型类型T2，也称为裸类型约束

我们接着上个泛型方法来修改，ArrayList和List都实现了接口IList，这个时候我们加上这个接口约束;

//我们用T来代表泛型
publicstaticlongGetTime(Tt)whereT:IList
{
Stopwatchwatch=newStopwatch();
watch.Start();//开始计时
for(inti=0;i<10000000;i++)
{
t.Add(i);
}
watch.Stop();
returnwatch.ElapsedMilliseconds;
}

调用结果:

代码写到这里时，相信你已经对泛型有所了解了，但是真要应用到自己以后的逻辑编程中时，一定要善于总结：相同类型的相同方法，或者业务逻辑相同，只有某个判断不同时，可以用上泛型，不仅高效还代码量小。

四、应用场景示范

在我们的项目开发中，数据库的增删改查肯定是少不了的，在这里我们用泛型来定义增删改查的泛型类。之后建立一个用户表（实际应用中对应数据库中表结构），数据库中每一个表都可以用泛型类中定义的方法，不需要每一个都写增删改查操作，也是面向对象编程的一种思想：

publicclassBaseDalwhereT:class,new()
{
//以下是增删查改示范
publicvoidQuery(intid){
Console.WriteLine(typeof(T).Name+"查询方法,id="+id);
}

publicvoidUpdate(Tt){

Console.WriteLine(typeof(T).Name+"更新方法");
}
publicvoidDelete(Tt)
{
Console.WriteLine(typeof(T).Name+"删除方法");
}

publicvoidAdd(Tt){
Console.WriteLine(typeof(T).Name+"添加方法");
}
}

publicclassUser
{
publicintId{get;set;}
publicstringName{get;set;}
}

调用示范

BaseDaldal=newBaseDal();
varuser=newUser()
{
Id=0,
Name="用户1"
};
dal.Add(user);
dal.Query(0);
user.Name="用户11";
dal.Update(user);
dal.Delete(user);

Console.ReadKey();

五、泛型的协变和抗变

协变和抗变主要是对参数和返回值的类型进行转换，在.NET4之后可以通过协变和抗变为泛型接口或这泛型委托添加这个扩展。

现在我们写俩个类Shape(形状)、Rectangle(矩形类)，Rectangle派生自Shape，写一个方法publicstaticRectangleGetRec();这个时候你会发现，方法的泛型类型是抗变的，就是我返回一个类型为Rectangle但是我可以用Shape来接收，但泛型在NET4.0之前不支持这个方式，泛型在NET4.0之后提供了支持泛型接口和泛型委托的协变和抗变。

普通方法抗变代码说明

//形状
publicclassShape
{
publicdoubleWidth{get;set;}
publicdoubleHeight{get;set;}

publicoverridestringToString()
{
returnstring.Format("width:{0},height:{1}",Width,Height);
}
}

//矩形
publicclassRectangle:Shape{

}

///-----------------------------------方法与调用

publicstaticRectangleGetRec(){
returnnewRectangle();
}
Shapes=GetRec();
Console.ReadKey();

1、泛型接口的协变

泛型接口在类型T前加上out关键字，这个时候泛型接口就是协变的，也就意味着返回类型只能是T。直接看代码：

//泛型接口的协变
publicinterfaceIIndex
{
TGetT(intindex);
intCount{get;}
}


publicclassRecCollection:IIndex
{
privateRectangle[]data=newRectangle[2]{
newRectangle(){Width=10,Height=20},
newRectangle(){Width=20,Height=30}
};


publicintCount
{
get
{
returndata.Count();
}
}

publicRectangleGetT(intindex)
{
returndata[index];
}
}

//调用
Shapes1=newRecCollection().GetT(1);
Console.WriteLine(s1.ToString());

IIndexrec=newRecCollection();
IIndexshapes=rec;
for(inti=0;i
以上代码可以看出，我们把泛型接口的泛型定义为矩形(Rectangle)，但是在接受的时候可以用基类(Shape),在这里实现了协变。
2.泛型接口的抗变
如果泛型类型用in关键字标注，那么这个泛型接口就是抗变的，这样，接口只能把泛型类型T用作其方法的输入。
//泛型接口的抗变
publicinterfaceIDisplay
{
voidShow(Titem);
}

publicclassShapeDisplay:IDisplay
{
publicvoidShow(Shapeitem)
{
Console.WriteLine(item);
}
}
//-------------------------以下调用------
Rectanglerecs=newRectangle(){Width=100,Height=200};
IDisplayshapeDisplay=newShapeDisplay();
shapeDisplay.Show(recs);

IDisplayrecDisplay=shapeDisplay;
recDisplay.Show(recs);
Console.ReadKey();
以上代码可以看出泛型也是支持抗变和协变的。
六、总结
泛型是C#语言发展带来的新方法，以上例子只是简单的运用，希望大家能通过以上例子有所启发，能在项目中更好的使用泛型。以上还有泛型缓存没有说到，大家有兴趣可以找下资料，今天就到这里吧，没有说到的还有不好的地方，欢迎大家指正！
以上就是详细介绍C#泛型的详细内容，更多关于C#泛型的资料请关注毛票票其它相关文章！
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