泛型及其優點

2021-04-18 11:39:45 字數 3300 閱讀 1074

泛型類和泛型方法同時具備可重用性、型別安全和效率，這是非泛型類和非泛型方法無法具備的。泛型通常用在集合和在集合上執行的方法中。.net framework 2.0 版類庫提供乙個新的命名空間 system.collections.generic，其中包含幾個新的基於泛型的集合類。建議面向 2.0 版的所有應用程式都使用新的泛型集合類，而不要使用舊的非泛型集合類，如 arraylist。

當然，也可以建立自定義泛型型別和方法，以提供自己的通用解決方案，設計型別安全的高效模式。下面的**示例演示乙個用於演示用途的簡單泛型鏈結列表類。（大多數情況下，建議使用 .net framework 類庫提供的 list類，而不要自行建立類。）在通常使用具體型別來指示列表中所儲存項的型別時，可使用型別引數 t。其使用方法如下：

在 addhead 方法中作為方法引數的型別。

在 node 巢狀類中作為公共方法 getnext 和 data 屬性的返回型別。

在巢狀類中作為私有成員資料的型別。

注意，t 可用於 node 巢狀類。如果使用具體型別例項化 genericlist（例如，作為 genericlist），則所有的 t 都將被替換為int。

public class genericlist


private node next;


public node next


set 


}// t as private member data type


private t data;


// t as return type of property


public t data 


set }}


private node head;


// constructor


public genericlist() 


// t as method parameter type:


public void addhead(t t) 


public ienumeratorgetenumerator()


}}
下面的**示例演示客戶端**如何使用泛型 genericlist類來建立整數列表。只需更改型別引數，即可方便地修改下面的**示例，建立字串或任何其他自定義型別的列表：

class testgenericlist


foreach (int i in list)


system.console.writeline("/ndone");


}}
在公共語言執行庫和 c# 語言的早期版本中，通用化是通過在型別與通用基型別 object 之間進行強制轉換來實現的，泛型提供了針對這種限制的解決方案。通過建立泛型類，您可以建立乙個在編譯時型別安全的集合。

使用非泛型集合類的限制可以通過編寫一小段程式來演示，該程式利用 .net framework 基類庫中的 arraylist 集合類。arraylist 是乙個使用起來非常方便的集合類，無需進行修改即可用來儲存任何引用或值型別。

// the .net framework 1.1 way to create a list:


system.collections.arraylist list1 = new system.collections.arraylist();


list1.add(3);


list1.add(105);


system.collections.arraylist list2 = new system.collections.arraylist();


list2.add("it is raining in redmond.");


list2.add("it is snowing in the mountains.");
但這種方便是需要付出代價的。新增到 arraylist 中的任何引用或值型別都將隱式地向上強制轉換為 object。如果項是值型別，則必須在將其新增到列表中時進行裝箱操作，在檢索時進行取消裝箱操作。強制轉換以及裝箱和取消裝箱操作都會降低效能；在必須對大型集合進行迴圈訪問的情況下，裝箱和取消裝箱的影響非常明顯。

另乙個限制是缺少編譯時型別檢查；因為 arraylist 將把所有項都強制轉換為 object，所以在編譯時無法防止客戶端**執行以下操作：

system.collections.arraylist list = new system.collections.arraylist();


// add an integer to the list.


list.add(3);


// add a string to the list. this will compile, but may cause an error later.


list.add("it is raining in redmond.");


int t = 0;


// this causes an invalidcastexception to be returned.


foreach (int x in list)
儘管將字串和 ints 組合在乙個 arraylist 中的做法在建立異類集合時是完全合法的，有時是有意圖的，但這種做法更可能產生程式設計錯誤，並且直到執行時才能檢測到此錯誤。

在 c# 語言的 1.0 和 1.1 版本中，只能通過編寫自己的特定於型別的集合來避免 .net framework 基類庫集合類中的通用**的危險。當然，由於此類不可對多個資料型別重用，因此將喪失通用化的優點，並且您必須對要儲存的每個型別重新編寫該類。

arraylist 和其他相似類真正需要的是：客戶端**基於每個例項指定這些類要使用的具體資料型別的方式。這樣將不再需要向上強制轉換為 t:system.object，同時，也使得編譯器可以進行型別檢查。換句話說，arraylist 需要乙個 type parameter。這正是泛型所能提供的。在 n:system.collections.generic 命名空間的泛型 list集合中，向該集合新增項的操作類似於以下形式：

// the .net framework 2.0 way to create a list


listlist1 = new list();


// no boxing, no casting:


list1.add(3);


// compile-time error:


// list1.add("it is raining in redmond.");
對於客戶端**，與 arraylist 相比，使用 list時新增的唯一語法是宣告和例項化中的型別引數。雖然這稍微增加了些編碼的複雜性，但好處是您可以建立乙個比 arraylist 更安全並且速度更快的列表，特別適用於列表項是值型別的情況

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