C# 泛型编程基础：自定义泛型类、方法与接口的应用

在C#中，自定义泛型允许我们定义类、接口、结构或方法，使其能够操作任意类型的数据，而无需在每次使用时都进行类型转换。这不仅可以提高代码的重用性，还可以增强代码的类型安全性和性能。

自定义泛型类

当我们创建一个泛型类时，需要在类名后面加上尖括号<>，并在其中指定一个或多个类型参数。这些类型参数在类内部作为占位符使用，直到类的实例被创建时才会被具体的类型所替换。

示例：自定义泛型类

using System;

public class Box<T>
{
    public T Value { get; set; }

    public Box(T value)
    {
        this.Value = value;
    }

    public override string ToString()
    {
        return $"Box contains: {Value}";
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Box<int> intBox = new Box<int>(123);
        Console.WriteLine(intBox); // 输出: Box contains: 123

        Box<string> stringBox = new Box<string>("Hello, World!");
        Console.WriteLine(stringBox); // 输出: Box contains: Hello, World!
    }
}

在这个例子中，Box<T>是一个泛型类，它有一个T类型的属性Value。当创建Box的实例时，需要指定T的具体类型（如int或string），这样Value属性的类型就确定了。

自定义泛型方法

与泛型类类似，也可以创建泛型方法。泛型方法允许在不指定具体类型的情况下编写方法，方法的类型参数在调用方法时指定。

示例：自定义泛型方法

using System;

public class GenericMethods
{
    // 泛型方法
    public static void Swap<T>(ref T lhs, ref T rhs)
    {
        T temp = lhs;
        lhs = rhs;
        rhs = temp;
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        int a = 1, b = 2;
        GenericMethods.Swap(ref a, ref b);
        Console.WriteLine($"a = {a}, b = {b}"); // 输出: a = 2, b = 1

        string x = "Hello", y = "World";
        GenericMethods.Swap(ref x, ref y);
        Console.WriteLine($"x = {x}, y = {y}"); // 输出: x = World, y = Hello
    }
}

在这个例子中，Swap<T>是一个泛型方法，它使用ref关键字来交换两个同类型变量的值。我们可以在调用Swap方法时指定任何类型，方法内部会自动处理该类型的交换逻辑。

自定义泛型接口和结构体

除了类和方法之外，我们还可以定义泛型接口和结构体。这些泛型类型的使用方式与泛型类和泛型方法类似，都是通过在类型名后加上尖括号<>并指定一个或多个类型参数来实现的。

注意事项

• 泛型类型参数在编译时是未知的，直到创建了类型的实例或调用了方法时才会被替换为具体的类型。
• 泛型提供了类型安全和性能优势，因为它们避免了装箱和拆箱操作，并允许更精确的内存分配。
• 在设计泛型类型时，应该考虑到类型参数的约束（如where T : class或where T : IComparable<T>），以确保类型安全并允许使用特定的类型成员。