C#泛型

C#泛型类与结构
C#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，它的类型参数要么已实例化，要么来源于子类（同样是泛型类型）声明的类型参数。
class C<U, V> {} //合法
class D: C<string,int>{} //合法
class E<U, V>: C<U, V> {} //合法
class F<U, V>: C<string, int> {} //合法
class G : C<U, V> { } //非法

泛型类型的成员
class C<V>{
public V f1; //声明字段
public D<V> f2; //作为其他泛型类型的参数
public C(V x) {
this.f1 = x;
}
}
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继承的公有成员。

泛型接口
interface IList<T> {
T[] GetElements();
}
interface IDictionary<K,V> {
void Add(K key, V value);
}
// 泛型接口的类型参数要么已实例化，
// 要么来源于实现类声明的类型参数
class List<T> : IList<T>, IDictionary<int, T> {
public T[] GetElements() { return null; }
public void Add(int index, T value) { }
}
泛型委托
delegate bool Predicate<T>(T value);
class X {
static bool F(int i) {...}
static bool G(string s) {...}
static void Main() {
Predicate<string> p2 = G;
Predicate<int> p1 = new Predicate<int>(F);
}
}
泛型委托支持在委托返回值和参数上应用参数类型，这些参数类型同样可以附带合法的约束。
泛型方法简介
• C#泛型机制只支持“在方法声明上包含类型参数”——即泛型方法
• C#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
• 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
泛型方法的声明与调用
//不是泛型类,是一个具体的类，这个类不需要泛型类型的实例化
public class Finder {
// 但是是一个泛型方法,请看泛型方法的声明，参数要求泛型化
public static int Find<T> ( T[] items, T item) {
for(int i=0;i<items.Length;i++){
if (items[i].Equals(item)) { return i; }
}
return -1;
}
}
// 泛型方法的调用<int>不是放到Finder后面，而是放在Find后面。
int i=Finder.Find<int> ( new int[]{1,3,4,5,6,8,9}, 6);

泛型方法的重载
class MyClass {
void F1<T>(T[] a, int i); // 不可以构成重载方法
void F1<U>(U[] a, int i);
void F2<T>(int x); //可以构成重载方法
void F2(int x);
//两句申明一样，where字句,T继承A，泛型参数必需要继承A
void F3<T>(T t) where T : A; //不可以构成重载方法
void F3<T>(T t) where T : B;
}
泛型方法的重写
abstract class Base
{
public abstract T F<T,U>(T t, U u) where U: T;
public abstract T G<T>(T t) where T: IComparable;
}
class Derived: Base{
//合法的重写，约束被默认继承，只需要写方法的签名
public override X F<X,Y>(X x, Y y) { }
//非法的重写，指定任何约束都是多余的
//重写的时候，不能写约束，也不添加新的约束，只能继承父类的约束。
public override T G<T>(T t) where T: IComparable {}
}
泛型约束简介
• C#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。
• “显式约束”由where子句表达，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”共四种约束。
• “显式约束”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。
基类约束
class A { public void F1() {…} }
class B { public void F2() {…} }
class C<S,T>
where S: A // S继承自A
where T: B // T继承自B
{
// 可以在类型为S的变量上调用F1，
// 可以在类型为T的变量上调用F2
….
}
接口约束
interface IPrintable { void Print(); }
interface IComparable<T> { int CompareTo(T v);}
interface IKeyProvider<T> { T GetKey(); }
class Dictionary<K,V>
where K: IComparable<K>
where V: IPrintable, IKeyProvider<K>
{
// 可以在类型为K的变量上调用CompareTo，
// 可以在类型为V的变量上调用Print和GetKey
….
}
构造器约束
class A { public A() { } }
class B { public B(int i) { } }
class C<T>
where T : new()
{
//可以在其中使用T t=new T();
….
}
C<A> c=new C<A>(); //可以，A有无参构造器
C<B> c=new C<B>(); //错误，B没有无参构造器
值类型/引用类型约束
public struct A { … }
public class B { … }
class C<T>
where T : struct
{
// T在这里面是一个值类型
…
}
C<A> c=new C<A>(); //可以，A是一个值类型
C<B> c=new C<B>(); //错误，B是一个引用类型
where用于指定类型约束,这些约束可以作为泛型声明中定义的类型参数的变量.如下:

public class MyGenericClass<T> where T:IComparable { }

 
  除了接口约束,where还可以包括基类约束,以指出某个类型必须将指定的类作为基类(或者就是该类本身),才能用作该泛型的类型参数.如下:

class MyClassy<T, U>
    where T : class
    where U : struct
{
}

 
  where还可以包括构造函数约束,可以使用new运算符创建类型参数的实例;但类型参数必须受构造函数约束new()的约束.new()约束可以让编译器知道:提供的任何类型参数都必须具有可访问的无参数构造函数,如下:

public class MyGenericClass <T> where T: IComparable, new()
{
    // The following line is not possible without new() constraint:
    T item = new T();
}

   对于多个类型参数,每个类型参数都使用一个where,例如:

class Dictionary<TKey,TVal>
    where TKey: IComparable, IEnumerable
    where TVal: MyI
{
    public void Add(TKey key, TVal val)
    {
    }
}

   还可以将约束附加到泛型方法的类型参数,例如:

public bool MyMethod<T>(T t) where T : IMyInterface { }

   注意:对于委托和方法两者来说，描述类型参数约束的语法是一样的:

delegate T MyDelegate<T>() where T : new()

总结
• C#的泛型能力由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“搽拭法”支持的简单的泛型。
• C#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。
• C#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隐式约束。