C#语言和CLR的一个最大变化是引入了泛型。在.NET 1.0中，要创建一个灵活的类或方法，但该类或方法在编译期间不知道使用什么类，就必须以Object类为基础。而Object类在编译期间没有类型安全性，因此必须进行强制类型转换。另外，给值类型使用Object类会有性能损失。 .NET 2.0提供了泛型。有了泛型，就不再需要Object类了。泛型类使用泛型类型，并可以根据需要用特定的类型替换泛型类型。这就保证了类型安全性：如果某个类型不支持泛型类，编译器就会生成错误。 泛型是一个很强大的特性，对于集合类而言尤其如此。.NET 1.0中的大多数集合类都基于Object类型。.NET 2.0提供了实现为泛型的新集合类。 泛型不仅限于类，本章还将介绍用于委托、接口和方法的泛型。 本章的主要内容如下： ●       泛型概述 ●       创建泛型类 ●       泛型类的特性 ●       泛型接口 ●       泛型方法 ●       泛型委托 ●       Framework的其他泛型类型 9.1  概述 泛型并不是一个全新的结构，其他语言中有类似的概念。例如，C++模板就与泛型相当。但是，C++模板和.NET泛型之间有一个很大的区别。对于C++模板，在用特定的类型实例化模板时，需要模板的源代码。相反，泛型不仅是C#语言的一种结构，而且是CLR定义的。所以，即使泛型类是在C#中定义的，也可以在Visual Basic中用一个特定的类型实例化该泛型。 下面介绍泛型的优点和缺点，尤其是： ●       性能 ●       类型安全性 ●       二进制代码重用 ●       代码的扩展 ●       命名约定 9.1.1  性能 泛型的一个主要优点是性能。第10章介绍了System.Collections和System.Collections. Generic命名空间的泛型和非泛型集合类。对值类型使用非泛型集合类，在把值类型转换为引用类型，和把引用类型转换为值类型时，需要进行装箱和拆箱操作。 注意： 装箱和拆箱详见第6章，这里仅简要复习一下这些术语。 值类型存储在堆栈上，引用类型存储在堆上。C#类是引用类型，结构是值类型。.NET很容易把值类型转换为引用类型，所以可以在需要对象(对象是引用类型)的任意地方使用值类型。例如，int可以赋予一个对象。从值类型转换为引用类型称为装箱。如果方法需要把一个对象作为参数，而且传送了一个值类型，装箱操作就会自动进行。另一方面，装箱的值类型可以使用拆箱操作转换为值类型。在拆箱时，需要使用类型转换运算符。 下面的例子显示了System.Collections命名空间中的ArrayList类。ArrayList存储对象， Add()方法定义为需要把一个对象作为参数，所以要装箱一个整数类型。在读取ArrayList中的值时，要进行拆箱，把对象转换为整数类型。可以使用类型转换运算符把ArrayList集合的第一个元素赋予变量i1，在访问int类型的变量i2的foreach语句中，也要使用类型转换运算符： ArrayList list = new ArrayList(); list.Add(44);   // boxing – convert a value type to a reference type   int i1 = (int)list[0];   // unboxing – convert a reference type to a value type   foreach (int i2 in list) {    Console.WriteLine(i2);   // unboxing } 装箱和拆箱操作很容易使用，但性能损失比较大，迭代许多项时尤其如此。 System.Collections.Generic命名空间中的List<T>类不使用对象，而是在使用时定义类型。在下面的例子中，List<T>类的泛型类型定义为int，所以int类型在JIT编译器动态生成的类中使用，不再进行装箱和拆箱操作： List<int> list = new List<int>(); list.Add(44);   // no boxing – value types are stored in the List<int>   int i1 = list[0];   // no unboxing, no cast needed   foreach (int i2 in list) {    Console.WriteLine(i2); } 9.1.2  类型安全 泛型的另一个特性是类型安全。与ArrayList类一样，如果使用对象，可以在这个集合中添加任意类型。下面的例子在ArrayList类型的集合中添加一个整数、一个字符串和一个MyClass类型的对象： ArrayList list = new ArrayList(); list.Add(44); list.Add("mystring"); list.Add(new MyClass()); 如果这个集合使用下面的foreach语句迭代，而该foreach语句使用整数元素来迭代，编译器就会编译这段代码。但并不是集合中的所有元素都可以转换为int，所以会出现一个运行异常： foreach (int i in list) {    Console.WriteLine(i); } 错误应尽早发现。在泛型类List<T>中，泛型类型T定义了允许使用的类型。有了List<int>的定义，就只能把整数类型添加到集合中。编译器不会编译这段代码，因为Add()方法的参数无效： List<int> list = new List<int>(); list.Add(44); list.Add("mystring");   // compile time error list.Add(new MyClass());   // compile time error 9.1.3  二进制代码的重用 泛型允许更好地重用二进制代码。泛型类可以定义一次，用许多不同的类型实例化。不需要像C++模板那样访问源代码。 例如，System.Collections.Generic命名空间中的List<T>类用一个int、一个字符串和一个MyClass类型实例化： List<int> list = new List<int>(); list.Add(44);   List<string> stringList = new List<string>(); stringList.Add("mystring");   List<MyClass> myclassList = new List<MyClass>(); myClassList.Add(new MyClass()); 泛型类型可以在一种语言中定义，在另一种.NET语言中使用。 9.1.4  代码的扩展 在用不同的类型实例化泛型时，会创建多少代码？ 因为泛型类的定义会放在程序集中，所以用某个类型实例化泛型类不会在IL代码中复制这些类。但是，在JIT编译器把泛型类编译为内部码时，会给每个值类型创建一个新类。引用类型共享同一个内部类的所有实现代码。这是因为引用类型在实例化的泛型类中只需要4字节的内存单元(32位系统)，就可以引用一个引用类型。值类型包含在实例化的泛型类的内存中。而每个值类型对内存的要求都不同，所以要为每个值类型实例化一个新类。 9.1.5  命名约定 如果在程序中使用泛型，区分泛型类型和非泛型类型会有一定的帮助。下面是泛型类型的命名规则： ●       泛型类型的名称用字母T作为前缀。 ●       如果没有特殊的要求，泛型类型允许用任意类替代，且只使用了一个泛型类型，就可以用字符T作为泛型类型的名称。 public class List<T> { }   public class LinkedList<T> { } ●       如果泛型类型有特定的要求(例如必须实现一个接口或派生于基类)，或者使用了两个或多个泛型类型，就应给泛型类型使用描述性的名称： public delegate void EventHandler<TEventArgs>(object sender, TEventArgs e);   public delegate TOutput Converter<TInput, TOutput>(TInput from);   public class SortedList<TKey, TValue> { }

评论