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windows C#-泛型类型

article 2024/11/5 2:29:42

泛型向 .NET 引入了类型参数的概念。泛型支持设计类和方法，你可在在代码中使用该类或方法时，再定义一个或多个类型参数的规范。例如，通过使用泛型类型参数 T，可以编写其他客户端代码能够使用的单个类，而不会产生运行时转换或装箱操作的成本或风险，如下所示：

// Declare the generic class.
public class GenericList<T>
{
    public void Add(T input) { }
}
class TestGenericList
{
    private class ExampleClass { }
    static void Main()
    {
        // Declare a list of type int.
        GenericList<int> list1 = new GenericList<int>();
        list1.Add(1);

        // Declare a list of type string.
        GenericList<string> list2 = new GenericList<string>();
        list2.Add("");

        // Declare a list of type ExampleClass.
        GenericList<ExampleClass> list3 = new GenericList<ExampleClass>();
        list3.Add(new ExampleClass());
    }
}

泛型类和泛型方法兼具可重用性、类型安全性和效率，这是非泛型类和非泛型方法无法实现的。在编译过程中将泛型类型参数替换为类型参数。在前面的示例中，编译器会使用 int 替换 T。泛型通常与集合以及作用于集合的方法一起使用。 System.Collections.Generic 命名空间包含几个基于泛型的集合类。不建议使用非泛型集合(如 ArrayList)，并且仅出于兼容性目的而维护非泛型集合。

你也可创建自定义泛型类型和泛型方法，以提供自己的通用解决方案，设计类型安全的高效模式。以下代码示例演示了出于演示目的的简单泛型链接列表类。 (大多数情况下，应使用 .NET 提供的 List<T> 类，而不是自行创建类。)在通常使用具体类型来指示列表中所存储项的类型的情况下，可使用类型参数 T：

在 AddHead 方法中作为方法参数的类型；
在 Node 嵌套类中作为 Data 属性的返回类型；
在嵌套类中作为私有成员 data 的类型；

T 可用于 Node 嵌套类。如果使用具体类型实例化 GenericList<T>(例如，作为 GenericList<int>)，则出现的所有 T 都将替换为 int。

// type parameter T in angle brackets
public class GenericList<T>
{
    // The nested class is also generic on T.
    private class Node
    {
        // T used in non-generic constructor.
        public Node(T t)
        {
            next = null;
            data = t;
        }

        private Node? next;
        public Node? Next
        {
            get { return next; }
            set { next = value; }
        }

        // T as private member data type.
        private T data;

        // T as return type of property.
        public T Data
        {
            get { return data; }
            set { data = value; }
        }
    }

    private Node? head;

    // constructor
    public GenericList()
    {
        head = null;
    }

    // T as method parameter type:
    public void AddHead(T t)
    {
        Node n = new Node(t);
        n.Next = head;
        head = n;
    }

    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        Node? current = head;

        while (current != null)
        {
            yield return current.Data;
            current = current.Next;
        }
    }
}

以下代码示例演示了客户端代码如何使用泛型 GenericList<T> 类来创建整数列表。如果更改类型参数，以下代码将创建字符串列表或任何其他自定义类型：

class TestGenericList
{
    static void Main()
    {
        // int is the type argument
        GenericList<int> list = new GenericList<int>();

        for (int x = 0; x < 10; x++)
        {
            list.AddHead(x);
        }

        foreach (int i in list)
        {
            System.Console.Write(i + " ");
        }
        System.Console.WriteLine("\nDone");
    }
}

泛型类型不限于类。前面的示例使用了 class 类型，但你可以定义泛型 interface 和 struct 类型，包括 record 类型。

泛型概述

使用泛型类型可以最大限度地重用代码、保护类型安全性以及提高性能；
泛型最常见的用途是创建集合类；
.NET 类库在 System.Collections.Generic 命名空间中包含几个新的泛型集合类。应尽可能使用泛型集合来代替某些类，如 System.Collections 命名空间中的 ArrayList；
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；
可以对泛型类进行约束以访问特定数据类型的方法；
可以使用反射在运行时获取有关泛型数据类型中使用的类型的信息；

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