C#泛型及约束

C# 泛型（Generics）是一种允许你在定义类、接口、结构体、方法或委托时使用类型参数的技术。通过泛型，你可以编写更通用的代码，同时保持类型安全性和性能。泛型的一个主要优点是它们可以减少重复代码，提高代码的复用性和灵活性。

泛型类

以下是一个简单的泛型类的例子：

public class Box<T>
{
    private T item;

    public Box(T item)
    {
        this.item = item;
    }

    public T Item
    {
        get { return item; }
        set { item = value; }
    }
}

在这个例子中，Box<T> 是一个泛型类，T 是类型参数。你可以用任何类型来实例化这个类：

Box<int> intBox = new Box<int>(10);
Box<string> stringBox = new Box<string>("Hello");

泛型方法

你也可以在方法中使用泛型：

public class Utility
{
    public static void Print<T>(T item)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
}

调用这个方法时，编译器会自动推断类型参数：

Utility.Print(10);          // 输出: 10
Utility.Print("Hello");     // 输出: Hello

泛型约束

为了限制可以传递给泛型类型的类型，C# 提供了泛型约束。约束可以确保类型参数满足特定条件。常见的约束包括：

• where T : class：类型必须是引用类型。
• where T : struct：类型必须是值类型。
• where T : new()：类型必须有一个无参数的构造函数。
• where T : <base class>：类型必须是指定基类的子类。
• where T : <interface>：类型必须实现指定的接口。
• where T : U：类型必须是指定类型 U 或其派生类。

示例：使用多个约束

public class Box<T> where T : class, new()
{
    private T item;

    public Box()
    {
        item = new T();
    }

    public T Item
    {
        get { return item; }
        set { item = value; }
    }
}

在这个例子中，T 必须是引用类型并且有一个无参数的构造函数。

示例：约束为接口

public interface IMyInterface
{
    void DoSomething();
}

public class MyGenericClass<T> where T : IMyInterface
{
    public void Execute(T item)
    {
        item.DoSomething();
    }
}

在这个例子中，T 必须实现 IMyInterface 接口。

泛型委托

泛型委托也非常有用，例如 Func<T, TResult> 和 Action<T>：

public class Example
{
    public static void Main()
    {
        Func<int, int, int> add = (a, b) => a + b;
        Console.WriteLine(add(10, 20));  // 输出: 30

        Action<string> print = message => Console.WriteLine(message);
        print("Hello, World!");  // 输出: Hello, World!
    }
}