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来自 计算机编程 2019-07-21 06:39 的文章
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泛型

一、List

1)、表示可通过索引访问的对象的强类型列表;提供用于对列表进行搜索、排序和操作的方法。
2)、是ArrayList类的泛型等效类。
3)、可以使用一个整数索引访问此集合中的元素;索引从零 开始。
4)、可以接收null空引用(VB中的Nothing)。
5)、允许重复元素

二、List

List

List

List

三、List

Capacity
67677新澳门手机版 ,获取或设置该内部数据结构在不调整大小的情况下能够容纳的元素总数。

Count
获取 List

四、List

Add
将对象添加到 List

AddRange
将指定集合的元素添加到 List

AsReadOnly
返回当前集合的只读 IList

BinarySearch(T)
使用默认的比较器在整个已排序的 List

BinarySearch(T, IComparer

BinarySearch(Int32, Int32, T, IComparer

Clear
从 List

Contains
确定某元素是否在 List

ConvertAll

CopyTo(T[])
将整个 List

Exists
确定 List

Find
搜索与指定谓词所定义的条件相匹配的元素,并返回整个 List

FindIndex(Predicate

ForEach
对 List

GetEnumerator
返回循环访问 List

IndexOf(T)
搜索指定的对象,并返回整个 List

Insert
将元素插入 List

InsertRange
将集合中的某个元素插入 List

LastIndexOf(T)
搜索指定的对象,并返回整个 List

Remove
从 List

Reverse()
将整个 List

Sort()
使用默认比较器对整个 List

五、常用方法实例

(1)创建及初始化:
List

(2)添加一个元素 List.Add(T item)
mlist.Add("d");

(3)添加集合元素
string[] Arr2
={"f","g"."h"};mlist.AddRange(Arr2);

(4)在index位置添加一个元素 Insert(int index,T item)
mlist.Insert(1,"p");

(5)遍历List中元素
foreach(T element in mlist)
T的类型与mlist声明时一样{  Console.WriteLine(element);}

(6)删除元素
List.Remove(T item)
删除一个值mlist.Remove("a");

List.RemoveAt(int
index);删除下标为index的元素mlist.RemoveAt(0);List.RemoveRange(int index,int
count); 下标index开始,删除count个元素mlist.RemoveRange(3,2);


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,但我们没有办法,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。有没有一种办法,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:

public class Stack

{

    private int[] m_item;

    public int Pop(){...}

    public void Push(int item){...}

    public Stack(int i)

    {

        this.m_item = new int[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,因为他想到若以后再需要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:

public class Stack

{

    private object[] m_item;

    public object Pop(){...}

    public void Push(object item){...}

    public Stack(int i)

    {

        this.m_item = new[i];

    }



}

这个栈写的不错,他非常灵活,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,若数据量大,则性能损失非常严重。
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):
Node1 x = new Node1();

        stack.Push(x);

     Node2 y = (Node2)stack.Pop();

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,并且保证数据类型安全。

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:

public class Stack

{

    private T[] m_item;

    public T Pop(){...}

    public void Push(T item){...}

    public Stack(int i)

    {

        this.m_item = new T[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,并且类型安全的。这个类的调用方法:

//实例化只能保存int类型的类

Stack

  a.Push(10);

  a.Push("8888"); //这一行编译不通过,因为类a只接收int类型的数据

  int x = a.Pop();

//实例化只能保存string类型的类

Stack

b.Push(10); //这一行编译不通过,因为类b只接收string类型的数据

  b.Push("8888");

string y = b.Pop();

这个类和object实现的类有截然不同的区别:

  1. 他是类型安全的。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。

  2. 无需装箱和折箱。这个类在实例化时,按照所传入的数据类型生成本地代码,本地代码数据类型已确定,所以无需装箱和折箱。

  3. 无需类型转换。

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)生成本地代码,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

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#2.0的新增关键字:

public class Node<T, V> where T : Stack, IComparable

    where V: Stack

{...}

以上的泛型类的约束表明,T必须是从Stack和IComparable继承,V必须是Stack或从Stack继承,否则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。比如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,只需对T进行IComparable约束,这时在类Node里就可以对T的实例执行CompareTo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:

public class Node<T, V> where T : Stack, new()

    where V: 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,否则编译失败。

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基本类型,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:

public class Node<T, V> where T : class

    where V: 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:

public class Stack2

{

    public void Push<T>(Stack<T> 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(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,这个方法的调用示例如下:

Stack

Stack2 x2 = new Stack2();

x2.Push(x, 1, 2, 3, 4, 6);

string s = "";

for (int i = 0; i < 5; i  )

{

    s  = x.Pop().ToString();

}    //至此,s的值为64321

泛型中的静态成员变量
在C#1.x中,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#2.0中由于引进了泛型,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,比如:

Stack

Stack

Stack

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
静态构造函数的规则:只能有一个,且不能有参数,他只能被.NET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:

  1. 特定的封闭类第一次被实例化。

  2. 特定封闭类中任一静态成员变量被调用。

泛型类中的方法重载
方法的重载在.Net 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,所以在重载时有些注意事项,这些事项我们通过以下的例子说明:

public class Node<T, V>

{

    public T add(T a, V b)          //第一个add

    {

        return a;

    }

    public T add(V a, T b)          //第二个add

    {

        return b;

    }

    public int add(int a, int b)    //第三个add

    {

        return a   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 = new Node<int, int>();

object x = node.add(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,上面的调用代码则无法编译通过,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 = new Node<string, int>();

    object x = node.add(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。

由以上示例可知,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则:

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则,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、类型安全和质量,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# 通过提供编译时安全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# 的将来版本将继续发展泛型,以便添加新的功能,并且将泛型扩展到诸如数据访问或本地化之类的其他

.NET Framework 领域。

在C#2.0中,方法可以定义特定于其执行范围的泛型参数,如下所示:
public class MyClass

     //此方法也可不指定方法参数
    public void MyMethod<X>() 
     {
         //
    }
 }    

即使包含类不适用泛型参数,你也可以定义方法特定的泛型参数,如下所示:

public class MyClass
 {
     //指定MyMethod方法用以执行类型为X的参数
    public void MyMethod<X>(X x) 
     {
         //
    }

     //此方法也可不指定方法参数
    public void MyMethod<X>() 
     {
         //
    }
 } 

注意:属性和索引器不能指定自己的泛型参数,它们只能使用所属类中定义的泛型参数进行操作。

在调用泛型方法的时候,你可以提供要在调用场所使用的类型,如下所示:

//调用泛型方法
MyClass myClass = new MyClass();
myClass.MyMethod

泛型推理:在调用泛型方法时,C#编译器足够聪明,基于传入的参数类型来推断出正确的类型,并且它允许完全省略类型规范,如下所示:

//泛型推理机制调用泛型方法
MyClass myClass = new MyClass();
myClass.MyMethod(3);

注意:泛型方法无法只根据返回值的类型推断出类型,代码如下:

 public GenericMethodDemo()
  {        
     MyClass myClass = new MyClass();
     /****************************************************
     无法从用法中推理出方法“GenericMethodDemo.MyClass.MyMethod<T>()”的类型参数。
    请尝试显式指定类型参数。
    ***************************************************/
     int number = myClass.MyMethod();
  }

 public class MyClass
 {
     public T MyMethod<T>() 
     {
         //
    }
 } 

泛型方法中泛型参数的约束,如下:

public class MyClass
 {

     public void MyMethod<X>(X x) where X:IComparable<X>
     {
         //
    }
 }


您无法为类级别的泛型参数提供方法级别的约束。类级别泛型参数的所有约束都必须在类作用范围中定义,代码如下所示

public class MyClass<T>
 {

     public void MyMethod<X>(X x,T t) where X:IComparable<X> where T:IComparer<T>
     {
         //
    }
 } 

而下面的代码是正确的

public class MyClass<T> where T:IComparable<T>
 {

     public void MyMethod<X>(X x,T t) where X:IComparable<X> 
     {
         //
    }
 } 

泛型参数虚方法的重写:子类方法必须重新定义该方法特定的泛型参数,代码如下

public class MyBaseClass
 {
     public virtual void SomeMethod<T>(T t)
     {
         //
    }
 }
 public class MyClass :MyBaseClass
 {
     public override void SomeMethod<X>(X x)
     {

     }
 } 

同时子类中的泛型方法不能重复基类泛型方法的约束,这一点和泛型类中的虚方法重写是有区别的,代码如下

public class MyBaseClass
 {
     public virtual void SomeMethod<T>(T t) where T:new()
     {
         //
    }
 }
 public class MyClass :MyBaseClass
 {
     //正确写法
    public override void SomeMethod<X>(X x)
     {

     }

     ////错误 重写和显式接口实现方法的约束是从基方法继承的,因此不能直接指定这些约束
    //public override void SomeMethod<X>(X x) where X:new()
     //{

     //}
} 

子类方法调用虚拟方法的基类实现:它必须指定要代替泛型基础方法类型所使用的类型实参。你可以自己显式的指定它,也可以依靠类型推理(如果可能的话)代码如下:

public class MyBaseClass
 {
     public virtual void SomeMethod<T>(T t) where T:new()
     {
         //
    }
 }
 public class MyClass :MyBaseClass
 {
     //正确写法
    public override void SomeMethod<X>(X x)
     {
         base.SomeMethod<X>(x);
         base.SomeMethod(x);
     }
 } 

泛型委托

在某个类中定义的委托可以使用该类的泛型参数,代码如下

public class MyClass<T>
 {
     public delegate void GenericDelegate(T t);
     public void SomeMethod(T t)
     {

     }
 }
 public GenericMethodDemo()
 {
     MyClass<int> obj = new MyClass<int>();
     MyClass<int>.GenericDelegate del;
     del = new MyClass<int>.GenericDelegate(obj.SomeMethod);
     del(3);
 } 

委托推理:C#2.0使你可以将方法引用的直接分配转变为委托变量。将上面的代码改造如下

public class MyClass

     }
 }
 public GenericMethodDemo()
 {
     MyClass<int> obj = new MyClass<int>();
     MyClass<int>.GenericDelegate del;

     //委托推理
  del = obj.SomeMethod;
     del(3);
  }     

泛型委托的约束:委托级别的约束只在声明委托变量和实例化委托时使用,类似于在类型和方法的作用范围中实施的其他任何约束。

泛型和反射

在Net2.0当中,扩展了反射以支持泛型参数。类型Type现在可以表示带有特定类型的实参(或绑定类型)或未指定类型的泛型(或称未绑定类型)。像C#1.1中那样,您可以通过使用typeof运算符或通过调用每个类型支持的GetType()来获得任何类型的Type。代码如下:

LinkedList

 typeof和GetType()也可以对泛型参数进行操作,如下

public class MyClass

typeof还可以对未绑定的泛型进行操作,代码如下

protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
 {
     if (!IsPostBack)
     {
         Type unboundType = typeof(MyClass<>);
         Response.Write(unboundType.ToString());
     }
 }

 public class MyClass<T>
 {
     public void SomeMethod(T t)
     {
         Type type = typeof(T);
         HttpContext.Current.Response.Write(type==t.GetType());
     }
 } 


请注意"<>"的用法。要对带有多个类型参数的未绑定泛型类进行操作,请在"<>"中使用","
Type类中添加了新的方法和属性,用于提供有关该类型的泛型方面的反射信息,见MSDN。

.net泛型约束

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。

在定义泛型类时,可以对客户端代码能够在实例化类时用于类型参数的类型种类施加限制。如果客户端代码尝试使用某个约束所不允许的类型来实例化类,则会产生编译时错误。这些限制称为约束。约束是使用 where 上下文关键字指定的。

下表列出了五种类型的约束:

约束说明:

T:struct

类型参数必须是值类型。可以指定除 Nullable 以外的任何值类型。

T:class

类型参数必须是引用类型,包括任何类、接口、委托或数组类型。

T:new()

类型参数必须具有无参数的公共构造函数。当与其他约束一起使用时,new() 约束必须最后指定。

T:<基类名>

类型参数必须是指定的基类或派生自指定的基类。

T:<接口名称>

类型参数必须是指定的接口或实现指定的接口。可以指定多个接口约束。约束接口也可以是泛型的。

T:U

为 T 提供的类型参数必须是为 U 提供的参数或派生自为 U 提供的参数。这称为裸类型约束.


一.派生约束

1.常见的

public class MyClass5

2.约束放在类的实际派生之后

public class B { }

public class MyClass6

3.可以继承一个基类和多个接口,且基类在接口前面

public class B { }

public class MyClass7

二.构造函数约束

1.常见的

public class MyClass8

2.可以将构造函数约束和派生约束组合起来,前提是构造函数约束出现在约束列表的最后

public class MyClass8

三.值约束

1.常见的

public class MyClass9

2.与接口约束同时使用,在最前面(不能与基类约束,构造函数约束一起使用)

public class MyClass11

四.引用约束

1.常见的

public class MyClass10

五.多个泛型参数

public class MyClass12<T, U> where T : IComparable where U : class { }

六.继承和泛型

public class B

  1. 在从泛型基类派生时,可以提供类型实参,而不是基类泛型参数

    public class SubClass11 : B

2.如果子类是泛型,而非具体的类型实参,则可以使用子类泛型参数作为泛型基类的指定类型

public class SubClass12<R> : B<R>
 { }

3.在子类重复基类的约束(在使用子类泛型参数时,必须在子类级别重复在基类级别规定的任何约束)
public class B

4.构造函数约束
public class B

七.泛型方法(C#2.0泛型机制支持在"方法声名上包含类型参数",这就是泛型方法)

1.泛型方法既可以包含在泛型类型中,又可以包含在非泛型类型中

public class MyClass5
{

    public void MyMethod<T>(T t){ }
 }

2.泛型方法的声明与调用

public class MyClass5
{
public void MyMethod

3.泛型方法的重载

//第一组重载
void MyMethod1

void MyMethod1(U u, int i){ }

//第二组重载
void MyMethod2

//第三组重载,假设有两个泛型参数
void MyMethod3

//第四组重载

public class MyClass8<T,U>
{
public T MyMothed(T a, U b)
{
return a;
}
public T MyMothed(U a, T b)
{
return b;
}
public int MyMothed(int a, int b)
{
return a b;
}
}

4.泛型方法的覆写

(1)public class MyBaseClass1
{
public virtual void MyMothed

(2)public class MyBaseClass2
{
public virtual void MyMothed

八.虚拟方法

public class BaseClass4

public class SubClass5<T> : BaseClass4<T> //使用泛型继承时,方法也是泛型
{
     public override T SomeMethod()
     {
         return default(T);
     }
 }

九.编译器只允许将泛型参数隐式强制转换到 Object 或约束指定的类型

class MyClass

变通方法:使用临时的 Object 变量,将泛型参数强制转换到其他任何类型

class MyClass2

十.编译器允许您将泛型参数显式强制转换到其他任何接口,但不能将其转换到类

class MyClass1

十一.使用临时的 Object 变量,将泛型参数强制转换到其他任何类型

class MyClass2

十二.使用is和as运算符

public class MyClass3

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