详解c# 泛型类的功能

2023-07-13 00:30:03 61

在泛型类中，由于不知道泛型参数T是什么类型，可能是引用类型，也可能是值类型，因此不能将null等赋予泛型类型。如何对泛型对象赋初值、如何保证泛型的正确性等，以使用泛型文档管理器为例：

文档管理器用于从队列中读写文档。首先创建一个泛型管理器AddDocument()方法添加一个文档到队列中，IsDocumentAvailabe只读属性指示队列中是否还有文档。

publicclassDocumentManager
{
privatereadonlyQueuedocumentQueue=newQueue();

publicvoidAddDocument(Tdoc)
{
lock(this)
{
documentQueue.Enqueue(doc);
}
}

publicboolIsDocumentAvailable
{
get{returndocumentQueue.Count>0;}
}
}

1、默认值

给DocumentManager类添加一个GetDocument()方法，该方法以返回队列中的一个文档。如果队列中存在文档，则返回一个文档；如果队列中已没有文档，则返回默认值。但是，对于泛型T，不能将null赋予T的对象，因为无法确定它是引用类型还是值类型。在C#中，为我们提供了一个default关键字，泛型T的对象赋予默认值，如：引用类型为null、值类型int等为0……

publicTGetDocument()
{
Tdoc=default(T);
lock(this)
{
if(documentQueue.Count>0)
{
doc=documentQueue.Dequeue();
}
}
returndoc;
}

2、约束

如果泛型类需要调用泛型类型中的方法，那么必须对泛型添加约束。否则，不能确保声明的泛型类型实现了对应的类型，具有相关方法。创建文档类Document，其实现了接口IDocument:

publicinterfaceIDocument
{
stringTitle{get;set;}
stringContent{get;set;}
}

publicclassDocument:IDocument
{
publicDocument()
{
}

publicDocument(stringtitle,stringcontent)
{
this.Title=title;
this.Content=content;
}

publicstringTitle{get;set;}
publicstringContent{get;set;}
}

给泛型文档管理器DocumentManager添加方法DisplayAllDocuments()，使得队列中所有文档的标题能展示出。在展示文档标题前，将类型T强制转换为IDocumnet接口，以显示标题：

publicvoidDisplayAllDocuments()
{
foreach(TdocindocumentQueue)
{
Console.WriteLine((docasIDocument).Title);//强制转换
}
}

但是，如果类型T没有实现接口IDocument，在对类型进行强制转换时就会出现一个异常。如果对方法添加rty……catch处理，将非常损耗性能。同样的，即使类型实现了接口IDocument，在进行转换时也会出现性能的损耗。

那么，如果能对泛型TDocument进行约束，使得泛型类型必须实现接口IDocument，则不会出现对类型进行强制转换时的异常。甚至不需要强制转换，性能也将得到优化。因此，前面的泛型文档管理器改写为（前面的T，改写为TDocument，以此暗示是文档类型）：

publicclassDocumentManager
whereTDocument:IDocument
{
//……
}

对于实现了约束的泛型文档管理器，可以处理任何实现了IDocument接口的类。其DisplayAllDocuments()方法改写为：

publicvoidDisplayAllDocuments()
{
foreach(TDocumentdocindocumentQueue)
{
Console.WriteLine(doc.Title);
}
}

在其他地方调用时，可以用Document类型实例化泛型类型DocumentManager。因为Document实现了接口IDocument:

staticvoidMain()
{
vardm=newDocumentManager();
dm.AddDocument(newDocument("TitleA","SampleA"));
dm.AddDocument(newDocument("TitleB","SampleB"));

dm.DisplayAllDocuments();

if(dm.IsDocumentAvailable)
{
Documentd=dm.GetDocument();
Console.WriteLine(d.Content);
}
}

泛型类型支持的几种约束：struct（结构约束，类型T必须是值类型）、class（类约束，类型T必须是引用类型）、IFoo（类型T必须实现接口IFoo）、new()（构造函数约束，类型T必须有一个无参构造函数）、TOther（类型T派生自TOther，也称“裸类型约束”）。

泛型约束中：

只能为无参构造函数定义构造约束，不能为有任何参数的构造函数定义构造函数约束。
泛型可以有多个约束。如：publicclassDocumentManagerwhereTDocument:IDocument,new()。
where不能定义必须由泛型类型实现的运算符

3、继承

泛型类也可以实现继承，如Queue里，继承实现了接口IEnumerable接口。泛型类型可以实现泛型接口，也可以派生自一个类。泛型类型可以派生自泛型基类：

classBase
{
//...............
}

classDerived:Base
{
//...............
}

派生类可以是泛型类，也可以是非泛型类型：

abstractclassCalc
{
publicabstractTAdd(Tx,Ty);
publicabstractTSub(Tx,Ty);
}

classIncCalc:Calc
{
publicoverrideintAdd(intx,inty)
{
returnx+y;
}
publicoverrideintSub(intx,inty)
{
returnx-y;
}
}
classDoubleCalc:Calc
{
publicoverridedoubleAdd(doublex,doubley)
{
returnx+y;
}
publicoverridedoubleSub(doublex,doubley)
{
returnx-y;
}
}

4、静态成员

泛型类的静态成员只能在一个实例中共享：

classStaticDemo
{
publicstaticstringType;
}

staticvoidMain()
{
StaticDemo.Type="int类型";
StaticDemo

详解c# 泛型类的功能

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