C#泛型好处知多少

1.性能

性能是泛型的一个主要优点。

直接上例子，通过实例可以让我们很好的理解这一点。

Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
stopwatch.Start(); //开始监视

//-----代码片段1------------------Start
ArrayList al = new ArrayList();
for (int i = 1; i <= 10000000; i++)
{
     al.Add(i);
}
foreach (int i in al)
{
     //do what you want
     int j = i + 1;
}
//-----代码片段1------------------End

stopwatch.Stop(); //停止监视
TimeSpan timespan = stopwatch.Elapsed; //获取代码运行时间
Console.WriteLine("代码片段1执行时间为：" + timespan.ToString());

Stopwatch stopwatch1 = new Stopwatch();
stopwatch1.Start(); //开始监视

//-----代码片段2------------------start
List il = new List();
for (int i = 1; i <= 10000000; i++)
{
     il.Add(i);
}
foreach (int i in il)
{
     //do what you want
     int j = i + 1;
}
//-----代码片段2------------------end

stopwatch1.Stop(); //停止监视
TimeSpan timespan1 = stopwatch1.Elapsed; //获取代码运行时间
Console.WriteLine("代码片段2执行时间为：" + timespan1.ToString());

代码运行结果为：

很显然，代码片段1的运行时间远远大于代码片段2 的运行时间。

下面将详细地说明一下代码片段1及代码片断2都干了些什么，以及是什么造成了两段代码运行时间的巨大差距。

首先，你应该能看出，代码片段1与代码片段2的功能完全等价，都是将1到10000000之间的整数循环添加进集合（ArrayList或List），再从集合中循环取出这10000000个整数，做你想做的处理（想做就做呗，呵呵）。

既然功能一样，那么性能为什么会有如此之大的区别呢。

因为代码片段1中，ArrayList存储对象时，Add（）方法被定义为接受一个对象（object）作为参数（见图* ArrayList Add（）方法签名），所以使用Add（）方法接受一个整型数据时，需要进行装箱操作。在读取ArrayList中的元素时，要进行拆箱，把对象转换成整型类型。

图* ArrayList Add()方法签名

可见，装箱与拆箱的实现并不难，但是性能损失较大。

当循环迭代次数很多时，性能损耗尤其明显。对于这一点，我们可以做个简单的实验，将实例的循环次数改为1000，得到以下结果：

结果显示：这种情况下，代码片段1的执行时间约为代码片段2执行时间的两倍。而循环次数为10000000时，代码片段1的执行时间约为代码片段2执行时间的四倍。

最后，将循环次数设置为1，此时运行结果为：

这种情况下，代码片段1的执行时间仍约为代码片段2执行时间的两倍（其实是1.9倍，倍数是减少了点，不过跟循环1000次区别不大）。

对于这一点就不赘述了，只要有这种印象就行了。

代码片段2中，List类不使用对象，而是在使用时定义类型。在本实例中，泛型类型被定义为int，所以代码片段2中相关操作均会使用int类型（见图** List类 Add（）方法签名），不管是循环添加数据还是循环读取数据，都将使用int类型，所以不存在装箱与拆箱操作。

图** List类 Add()方法签名 

到这里，我们已经可以很好的理解：性能是泛型的主要优点。

 

2.类型安全

聊完了性能，来聊聊泛型的另一个优点，类型安全。

在介绍类型安全时，我们还是会使用ArrayList与List作为演示对象。

//-----代码片段3------------------Start
ArrayList al = new ArrayList();
al.Add(1);
//下面的代码编译没问题，但是运行时会报错
al.Add("tiana0");
foreach (int i in al)
{
    //do what you want
}
//-----代码片段3------------------End

//-----代码片段4------------------start
List il = new List();
il.Add(1);
//下面的代码编译器会提示与“System.Collections.Generic.List.Add(int)”最匹配的重载方法具有一些无效参数
//编译就无法通过
il.Add("tiana0");
foreach (int i in il)
{
    //do what you want
}
//-----代码片段4------------------end

代码片段3，能够正常编译，但是执行时会报错，错误信息如下：

提示“制定的转换无效”。

分析代码，我们很容易定位异常代码位置：foreach (int i in al)，因为在前面我们给ArrayList添加了字符串元素“tiana0”，而该元素是不可能转换成整型数据的，导致程序无法执行而出现一个运行异常。

对于代码片段4，错误在编译时就被及时的发现了。因为有了List的定义，就只能把整型数据添加到集合中，将字符串添加到集合时会导致编译错误，提示与“System.Collections.Generic.List.Add(int)”最匹配的重载方法具有一些无效参数。

所以，使用泛型时，编译器可以执行更多地检查，确保类型安全。

而在使用ArrayList时，你可以向集合中添加任何元素，可以是整型数据，可以是字符串，还可以是自定义类型数据，无法确保类型安全。

到这里，我们得出结论：类型安全是泛型的另一特点。

 

3.消除强制类型转换

在泛型出现前，代码中充斥着许多强制类型转换，使用强制类型转换会造成数据丢失，转型失败时会引发异常。而在编译阶段，编译器无法识别这些错误，因为使用强制类型转换，就相当于告诉编译器，这里的转换是安全的，可以在执行时运行。但开发人员需要自己去确认转换的正确性，增加了代码的理解难度，特别是代码交接过后，接手人员需要按照代码书写人员的思路去理解代码，这点就尤为突出。但是，不管再严谨的开发，也有可能写出错误的代码。所以，强制类型转换增加了出错的机会。泛型可以消除强制类型转换，这使得代码更加可读，并且减少了出错机会。

 

4.二进制代码重用

这个较好理解，泛型类型可以在一种语言中定义，在另一种.Net语言中使用。

就总结到这里了。