泛型、约束(where)

泛型

C#中的泛型也就是C++中的模板,泛型允许您延迟编写类或方法中的编程元素的数据类型的规范,直到实际在程序中使用它的时候。换句话说,泛型允许您编写一个可以与任何数据类型一起工作的类或方法,程序的入口点(Main函数)不能是泛型的或属于泛型类型的,也可以理解为Main函数不能在泛型类中,它提供了一个更优雅的方式,可以让多个类型共享一组代码,泛型允许我们生命类型参数化的代码,可以用不同的类型进行实例化,也就是说我们可以用“类型占位符”来写代码,然后在创建类的实例时指明真实的类型

C#提供了5种泛型:类、结构、接口、委托、方法

泛型的特点

1.有助于最大限度地重用代码、保护类型的安全以及提高性能,因为如果用collection中的相关数据结构会比较慢,因为它们里面存的是object对象,object对象为引用类型,在和值类型相互转化的时候需要进行装箱和拆箱操作,所以效率没有直接定义成固定类型的数据结构快。

2.可以使用自定义泛型集合类或者NET 框架类库在 System.Collections.Generic 命名空间中包含了一些新的泛型集合类,来替代System.Collections 中的集合类

3.可以创建自己的泛型接口、泛型类、泛型方法、泛型事件和泛型委托

4.可以对泛型进行约束以访问特定数据类型的方法

5.关于泛型数据类型中使用的类型的信息可在运行时通过反射获取

约束

要让泛型变得更有用,我们需要提供额外的信息让编译器知道参数可以接受哪些类型,这些额外的信息叫做约束,只有符合约束的类型才能替代给定的类型参数,来产生构造类型。约束使用where子句列出,每一个有约束的类型参数有自己的where子句,如果形参有多个约束,它们在where子句中使用逗号分隔。

约束类型和次序

where子句可以以任何次序列出,然而where子句中的约束必须有特定的顺序
(1)最多只能有一个主约束,如果有则必须放在第一位
(2)可以任意多的接口名约束
(3)如果存在构造函数约束,则必须放在最后

泛型类

    //泛型接口IF
    public interface IF<V> where V:new() //约束类型V 必须带有无参公共构造函数
    {
        V b { get; set; } //含有一个属性
    }

    public class A<T, V> where T : IF<V>
                         where V : new()
    {//约束类型T 必须为IF这个接口类型,或者实现IF这个接口的类型
    }//约束类型V 必须带有无参公共构造函数

    public class B
    {
        //B作为IF的泛型,所以必须含有无参公共构造函数(可以使用默认也可以自定义,但必须要有)
        public B() { } 
        B(int i) { }
    }
    
    //实现IF接口的类型BTemp
    public class BTemp : IF<B>
    {
        //因为接口IF中含有一个属性,所以在实现接口后需要实现该属性
        public B b { get => throw new NotImplementedException(); set => throw new NotImplementedException(); }
    }

    public class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            A<BTemp, B> a = new A<BTemp, B>();   //使用实现IF接口的类型
            A<IF<B>, B> a1 = new A<IF<B>, B>();  //直接使用IF接口类型
        }
    }

泛型方法

方法是成员不是类型,泛型方法可以在泛型和非泛型类以及结构和接口中声明,泛型方法包括( )内的方法参数列表< >内的类型参数列表,类型参数列表在方法名称后,在方法参数列表之前。

调用时根据推断类型省略<>

编译器可以从方法参数中推断类型参数,我们可以省略类型参数和调用中的<>

    public class Program
    {
        static public void foo<T>(T t)
        {
            Console.WriteLine(t);
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            int i = 10;
            Program.foo<int>(i);
            Program.foo(i);   //编译器从方法参数中推断出该类型,所以可以省略调用时的<>
        }
    }

扩展方法与泛型类

扩展方法也可以和泛型类结合使用,它允许我们将类中的静态方法关联到不同的泛型上,还允许我们像调用类构造实例的实例方法一样来调用方法,和非泛型类一样,泛型类的扩展方法必须声明为static必须是静态类的成员第一个参数类型中必须有关键字this,后面是扩展的泛型类的名字

泛型委托

声明泛型委托,在委托名称后、委托参数列表之前的<>中放置类型参数列表。类型参数的范围包括:
(1)返回值 (2)形参列表 (3)约束子句

泛型接口

(1)与其他泛型相似,实现不同类型参数的泛型接口是不同的接口
(2)我们可以在泛型类型中实现泛型接口,也可以在非泛型类型中实现泛型接口

泛型接口的实现必须唯一

实现泛型类型接口时,必须保证类型实参组合不会在类型中产生俩个重复的接口

泛型接口的名字不会和非泛型冲突,例如在前面的代码中我们还可以声明一个名称为ImyIfc的非泛型接口,但最好还是做出区分,便于阅读

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