C# 泛型深入理解介绍

引言：

在上一个专题中介绍了C#2.0 中引入泛型的原因以及有了泛型后所带来的好处，然而上一专题相当于是介绍了泛型的一些基本知识的，对于泛型的性能为什么会比非泛型的性能高却没有给出理由，所以在这个专题就中将会介绍原因和一些关于泛型的其他知识。

一、泛型类型和类型参数

泛型类型和其他int,string一样都是一种类型，泛型类型有两种表现形式的：泛型类型（包括类、接口、委托和结构，但是没有泛型枚举的）和泛型方法。那什么样的类、接口、委托和方法才称作泛型类型的呢 ？我的理解是类、接口、委托、结构或方法中有类型参数就是泛型类型，这样就有类型参数的概念的。 类型参数 ――是一个真实类型的一个占位符（我想到一个很形象的比喻的，比如大家在学校的时候，一到中午下课的时候食堂人特别多的，所以很多应该都有用书本占位置的习惯的， 书本就相当于一个占位符，真真坐在位置上的当然是自己的，讲到占位置，以前听过我同学说，他们班有个很牛逼的MM，中午下完课的时候用手机占位子的，等它打完饭回来的时候手机已经不见， 当时听完我就和我同学说，你们班这位女生真牛逼的，后面我们就），泛型声明中，类型参数必须放在一对尖括号里面（即<>这个符号），并且用逗号分隔多个类型参数，如List类中T就是类型参数，在使用泛型类型或方法的时候，我们要用真实类型来代替，就像用书本占位子一个，书本只是暂时的在那个位置上，等打好饭了就要换成你坐在位置上了，同样在C#中泛型也是同样道理，类型参数只是暂时的在那个位置，真真使用中要用真实的类型去代替它的位置，此时我们把真实类型又取名为类型实参，如上一专题的代码中List，类型实参就是int(代替T的位置)。

如果没有为类型参数提供类型实参，此时我们就声明了一个未绑定的泛型类型，如果指定了类型实参，此时的类型就叫做已构造类型（这里同样可以以书占位置去理解），然而已构造类型又可以是开放类型或封闭类型的，这里先给出这个两个概念的定义的：开放类型――具有类型参数的类型就是开放类型（所有的未绑定的泛型类型都属于开放类型的），封闭类型――为每个类型参数都传递了实际的数据类型。对于开放类型，我们创建开放类型的实例。

注意:在C#代码中，我们唯一可以看到未绑定泛型类型的地方（除了作为声明之外）就是在typeof操作符里。

下面通过以下代码来更好的说明这点：

复制代码 代码如下:

using System;
using System.Collections.Generic;

namespace CloseTypeAndOpenType
{
// 声明开放泛型类型
public sealed class DictionaryStringKey : Dictionary
{

}

public class Program
{
static void Main(string[] args)
{
object o = null;

// Dictionary<,>是一个开放类型，它有2个类型参数
Type t = typeof(Dictionary<,>);

// 创建开放类型的实例（创建失败，出现异常）
o = CreateInstance(t);
Console.WriteLine();

// DictionaryStringKey<>也是一个开放类型，但它有1个类型参数
t = typeof(DictionaryStringKey<>);

// 创建该类型的实例（同样会失败，出现异常）
o = CreateInstance(t);
Console.WriteLine();

// DictionaryStringKey是一个封闭类型
t = typeof(DictionaryStringKey);

// 创建封闭类型的一个实例（成功）
o = CreateInstance(t);

Console.WriteLine("对象类型 = " + o.GetType());
Console.Read();
}


// 创建类型
private static object CreateInstance(Type t)
{
object o = null;
try
{
// 使用指定类型t的默认构造函数来创建该类型的实例
o = Activator.CreateInstance(t);
Console.WriteLine("已创建{0}的实例", t.ToString());
}
catch(Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}

return o;
}
}
}

运行结果为（从结果中也可以看出开放类型不能创建该类型的一个实例，异常信息中指出类型中包含泛型参数）：

二、泛型类型中的静态字段和静态构造函数

首先实例字段是属于一个实例的，静态字段是从属于它们声明的类型，即如果在某个Myclass类中声明了一个静态字段field,则不管创建Myclass的多少个实例，也不管从Myclass中派生出多少个实例，都只有一个Myclass.x字段。然而每个封闭类型都有它自己的静态字段（使用类型实参时，实际上CLR会定义一个新的类型对象， 所以每个静态字段都是不一样对象里面的静态字段，所以才会每个都有各自的值） 通过以下代码来更好说明下――每个封闭类型都有它自己的静态字段：

复制代码 代码如下:

View Code

namespace GenericStaticFieldAndStaticFunction
{
// 泛型类，具有一个类型参数
public static class TypeWithStaticField
{
public static string field;
public static void OutField()
{
Console.WriteLine(field+":"+typeof(T).Name);
}
}

// 非泛型类
public static class NoGenericTypeWithStaticField
{
public static string field;
public static void OutField()
{
Console.WriteLine(field);
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用类型实参时，实际上CLR会定义一个新的类型对象
// 所以每个静态字段都是不一样对象里面的静态字段，所以才会每个都有各自的值
// 对泛型类型类的静态字段赋值
TypeWithStaticField.field = "一";
TypeWithStaticField.field = "二";
TypeWithStaticField.field = "三";

// 此时filed 值只会有一个值，每个赋值都是改变了原来的值
NoGenericTypeWithStaticField.field = "非泛型类静态字段一";
NoGenericTypeWithStaticField.field = "非泛型类静态字段二";
NoGenericTypeWithStaticField.field = "非泛型类静态字段三";

NoGenericTypeWithStaticField.OutField();

// 证明每个封闭类型都有一个静态字段
TypeWithStaticField.OutField();
TypeWithStaticField.OutField();
TypeWithStaticField.OutField();
Console.Read();

}
}
}

运行结果：

同样每个封闭类型都有一个静态构造函数的，通过下面的代码可以让大家更加明白这点：

复制代码 代码如下:

// 静态构造函数的例子
public static class Outer
{
// 嵌套类
public class Inner
{
// 静态构造函数
static Inner()
{
Console.WriteLine("Outer<{0}>.Inner<{1}>", typeof(Tx), typeof(Ty));
}

public static void Print()
{
}
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
#region 静态函数的演示

// 静态构造函数会运行多次
// 因为每个封闭类型都有单独的一个静态构造函数
Outer.Inner.Print();
Outer.Inner.Print();
Outer.Inner.Print();
Outer.Inner.Print();
Outer