C#泛型介绍

在公共语言运行时和 C# 语言的早期版本中，通用化是通过在类型与通用基类型 <xref:System.Object> 之间进行强制转换来实现的，泛型提供了针对这种限制的解决方案。 通过创建泛型类，您可以创建一个在编译时类型安全的集合。

使用非泛型集合类的限制可以通过编写一小段程序来演示，该程序使用 .NET Framework 类库中的 <xref:System.Collections.ArrayList> 集合类。 <xref:System.Collections.ArrayList> 是一个使用起来非常方便的集合类，无需进行修改即可用来存储任何引用或值类型。

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// The .NET Framework 1.1 way to create a list:System.Collections.ArrayList list1 = new System.Collections.ArrayList();list1.Add(3);list1.Add(105);System.Collections.ArrayList list2 = new System.Collections.ArrayList();list2.Add("It is raining in Redmond.");list2.Add("It is snowing in the mountains.");

但这种方便是需要付出代价的。 添加到 <xref:System.Collections.ArrayList> 中的任何引用或值类型都将隐式地向上强制转换为 <xref:System.Object>。 如果项是值类型，则必须在将其添加到列表中时进行装箱操作，在检索时进行取消装箱操作。 强制转换以及装箱和取消装箱操作都会降低性能；在必须对大型集合进行循环访问的情况下，装箱和取消装箱的影响非常明显。

另一个限制是缺少编译时类型检查；因为 <xref:System.Collections.ArrayList> 会将所有项都强制转换为 <xref:System.Object>，所以在编译时无法防止客户端代码执行类似如下的操作：

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System.Collections.ArrayList list = new System.Collections.ArrayList();// Add an integer to the list.list.Add(3);// Add a string to the list. This will compile, but may cause an error later.list.Add("It is raining in Redmond.");int t = 0;// This causes an InvalidCastException to be returned.foreach (int x in list){    t += x;}

尽管将字符串和 ints 组合在一个 <xref:System.Collections.ArrayList> 中的做法在创建异类集合时是完全可接受的，并且有时需要有意为之，但这种做法很可能产生编程错误，并且直到运行时才能检测到此错误。

在 C# 语言的 1.0 和 1.1 版本中，只能通过编写自己的特定于类型的集合来避免 .NET Framework 基类库集合类中的通用代码的危险。 当然，由于此类不可对多个数据类型重用，因此将丧失通用化的优点，并且您必须对要存储的每个类型重新编写该类。

<xref:System.Collections.ArrayList> 和其他相似类真正需要的是：客户端代码基于每个实例指定这些类要使用的具体数据类型的方式。 这样将不再需要向上强制转换为 T:System.Object，同时，也使得编译器可以进行类型检查。 换句话说，<xref:System.Collections.ArrayList> 需要一个类型参数。 这正是泛型所能提供的。 在 N:System.Collections.Generic 命名空间的泛型 <xref:System.Collections.Generic.List%601> 集合中，向集合添加项的操作类似于以下形式：

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// The .NET Framework 2.0 way to create a listList<int> list1 = new List<int>();// No boxing, no casting:list1.Add(3);// Compile-time error:// list1.Add("It is raining in Redmond.");

对于客户端代码，与 <xref:System.Collections.ArrayList> 相比，使用 <xref:System.Collections.Generic.List%601> 时添加的唯一语法是声明和实例化中的类型参数。 虽然这种方式稍微增加了编码的复杂性，但好处是您可以创建一个比 <xref:System.Collections.ArrayList> 更安全并且速度更快的列表，对于列表项是值类型的情况尤为如此。