什么是泛型
一種類型占位符,或稱之為類型參數。我們知道在一個方法中,一個變量的值可以作為參數,但其實這個變量的類型本身也可以作為參數。泛型允許我們在調用的時候再指定這個類型參數是什么。在.net中,泛型能夠給我們帶來的兩個明顯好處是——類型安全和減少裝箱、拆箱。
類型安全和裝箱、拆箱
作為一種類型參數,泛型很容易給我們帶來類型安全。而在以前,在.net1.1中我們要實現類型安全可以這樣做 :
//假設你有一個人員集合
public class person{
private string _name;
public string name
{ get { return _name; }
set { _name = value;}}
}
//假設你有一個人員集合
public class personcollection : ilist
{
...
private arraylist _persons = new arraylist();
public person this[int index]
{ get { return (person)_persons[index]; } }
public int add(person item)
{ _persons.add(item);
return _persons.count - 1;}
public void remove(person item)
{ _persons.remove(item); }
object ilist.this[int index]
{ get { return _persons[index]; }
set { _persons[index] = (person)value; }}
int ilist.add(object item)
{ return add((person)item); }
void ilist.remove(object item)
{ remove((person)item); }
...
}
上述代碼主要采用了顯性接口成員(explicit interface member implementation)技術,能夠實現類型安全,但問題是:
·產生重復代碼。假設你還有一個dog類集合,其功能相同,但為了類型安全,你必須要copy一份代碼,這樣便使程序重復代碼增加,當面對變化的時候,更難維護。
public class dogcollection : ilist
{
...
private arraylist _dogs = new arraylist();
public dog this[int index]
{ get { return (dog)_dogs[index]; } }
public int add(dog item)
{ _dogs.add(item);
return _dogs.count - 1;}
public void remove(dog item)
{ _dogs.remove(item); }
object ilist.this[int index]
{ get { return _dogs[index]; }
set { _dogs[index] = (dog)value; }}
int ilist.add(object item)
{ return add((dog)item); }
void ilist.remove(object item)
{ remove((dog)item); }
...
}
如果在泛型中,要實現類型安全,你不需要拷貝任何代碼,你僅僅需要這樣做:
list<person> persons = new list<person>();
persons.add(new person());
person person = persons[0];
list<dog> dogs = new list<dog>();
dogs.add(new dog());
dog dog = dogs[0];
·對于值類型的對象還是需要額外的裝箱、拆箱。其實對于傳統的集合來說,只要其中的包含的內容涉及到值類型,就不可避免需要裝箱、拆箱。請看下面的例子。
public class intcollection : ilist
{
...
private arraylist _ints = new arraylist();
public int this[int index]
{ get { return (int)_ints[index]; } }
public int add(int item)
{ _ints.add(item);
return _ints.count - 1;}
public void remove(int item)
{ _ints.remove(item); }
object ilist.this[int index]
{ get { return _ints[index]; }
set { _ints[index] = (int)value; }}
int ilist.add(object item)
{ return add((int)item); }
void ilist.remove(object item)
{ remove((int)item); }
...
}
static void main(string[] args)
{ intcollection ints = new intcollection();
ints.add(5); //裝箱
int i = ints[0]; //拆箱
}
少量裝箱、拆箱對性能的影響不大,但是如果集合的數據量非常大,對性能還是有一定影響的。泛型能夠避免對值類型的裝箱、拆箱操作,您可以通過分析編譯后的il得到印證。
static void main()
{
list<int> ints = new list<int>();
ints.add(5); //不用裝箱
int i = ints[0]; //不用拆箱
}
泛型的實現
·泛型方法
static void swap<t>(ref t a, ref t b)
{ console.writeline("you sent the swap() method a {0}",
typeof(t));
t temp;
temp = a;
a = b;
b = temp;
}
·泛型類、結構
public class point<t>
{
private t _x;
private t _y;
public t x
{ get { return _x; }
set { _x = value; }}
public t y
{ get { return _y; }
set { _y = value; }}
public override string tostring()
{ return string.format("[{0}, {1}]", _x, _y); }
}
泛型的where
泛型的where能夠對類型參數作出限定。有以下幾種方式。
·where t : struct 限制類型參數t必須繼承自system.valuetype。
·where t : class 限制類型參數t必須是引用類型,也就是不能繼承自system.valuetype。
·where t : new() 限制類型參數t必須有一個缺省的構造函數
·where t : nameofclass 限制類型參數t必須繼承自某個類或實現某個接口。
以上這些限定可以組合使用,比如: public class point<t> where t : class, icomparable, new()
泛型的機制
·機制:
c#泛型代碼在被編譯為il代碼和無數據時,采用特殊的占位符來表示泛型類型,并用專有的il指令支持泛型操作。而真正的泛型實例化工作以"on-demand"的方式,發生在jit編譯時。
·編譯機制:
1. 第一輪編譯時,編譯器只為stack<t>(棧算法)類型產生“泛型版”的il代碼與元數據-----并不進行泛型類型的實例化,t在中間只充當占位符
2. jit編譯時,當jit編譯器第一次遇到stack<int>時,將用int替換“泛型版”il代碼與元數據中的t---進行泛型類型的實例化。clr為所有類型參數為“引用類型”的泛型類型產生同一份代碼;但如果類型參數為“值類型”,對每一個不同的“值類型”,clr將為其產生一份獨立的代碼。
泛型的一些問題
·不支持操作符重載。我只知道這么多了
范型的意義
泛型的意義何在?類型安全和減少裝箱、拆箱并不是泛型的意義,而是泛型帶來的兩個好處而已(或許在.net泛型中,這是最明顯的好處了)。泛型的意義在于——把類型作為參數,它實現了代碼之間的很好的橫向聯系,我們知道繼承為代碼提供了一種從上往下的縱向聯系,但泛型提供了方便的橫向聯系(從某種程度上說,它和aop在思想上有相通之處)。在personcollection例子中,我們知道add()方法和remove()方法的參數類型相同,但我們明確無法告訴我們的程序這一點,泛型提供了一種機制,讓程序知道這些。道理雖然簡單,但這樣的機制或許能給我們的程序帶來一些深遠的變化吧。