22、泛型编程全解析：从基础到应用

泛型编程全解析：从基础到应用

1. 泛型的引入与优势

在编程中，类型转换存在诸多问题。糟糕的转换不利于类型安全，会导致运行时异常，频繁的转换还会掩盖源代码，降低代码清晰度。而泛型则是解决这些问题的有效方案。

泛型是参数化的类型和方法，每个参数是一个占位符，用于容纳尚未指定的类型。泛型类型或方法的多态行为通过参数来实现，这就是参数化多态。算法只有一个实现，通过参数进行转换。许多开发者在 C++ 中以参数化模板的名称了解过这个概念，其他语言也支持该功能，不过 .NET 中的泛型避免了其他语言中参数化多态的一些问题。

泛型解决了泛型集合的缺陷，它运行得更好，因为消除了所有不必要的装箱和拆箱操作。在运行时，包含值类型参数的泛型类型会转换为特定类型的实例。例如，一个具有整数类型参数的泛型栈会变成整数栈，确保了泛型的类型安全。泛型类型变成特定类型，避免了绝对需要的类型转换，从而提高了代码的清晰度。

然而，泛型类型和方法并非适用于所有情况：
- 入口方法不能是泛型类型的成员。
- 非托管类型不能是泛型。
- 构造函数不能是泛型。
- 成员运算符函数不能是泛型方法。
- 属性不能是泛型。
- 索引器不能是泛型。
- 属性不能是泛型。

2. 泛型类型

泛型是带有参数的类型，参数是未来类型的占位符。泛型类型包括类、结构体和接口。类型的本质得以保留，即使是泛型类，它仍然是一个类，只是带有类型参数。

类型参数出现在类的头部之后，用尖括号（<>）括起来。类的声明、头部、主体和约束都可以访问类型参数。由于集合通常是通用的，泛型非常适合实现集合。