C# 泛型编程二

  在项目中通过对项目不断更深的认识，运用了设计模式 , 就难免不运到开箱和装箱操作，通常的开箱和装箱操作对系统的性能有一定的影响。为了解决这一个问题，其中一种解决方案是运用泛型来解决。下面是 C#2.0 泛型的简单介绍和使用，便于在项目中灵活运用.
一、C#泛型演示

class  Stack < T >  
{ 
private T[] store; 
private int size; 
public Stack() 
{store = new T[10]; size = 0;} 
public void Push(T x)
{store[size++] = x; } 
public T Pop()
{return store[--size];} 
}

二、C# 泛型简介
Stack<int> x = new Stack<int>();
x.Push(17);
所谓泛型，即通过参数化类型来实现在同一份代码上操作多种数据类型。泛型编程是一种编程范式，它利用"参数化类型"将类型抽象化，从而实现更为灵活的复用。C#泛型赋予了代码更强的类型安全，更好的复用，更高的效率，更清晰的约束。
三、C#泛型机制简介
C#泛型能力由CLR在运行时支持，区别于C++的编译时模板机制，和Java的编译时“茶匙发”，这使得泛型能力可以在各个支持CLR的语言之间进行无缝互操作。C#泛型代码在被编译为IL代码和元数据时，采用特殊的占位符来表示泛型类型，并用专有的IL指 令支持泛型操作。而真正的泛型实例化工作以 "on-demand" 的方式，发生在JIT编译时.
四、C#泛型编译机制
一轮编译时，编译器只为Stack<T>类型产生"泛型版"的IL代码与元数据——并不进行泛型类型的实例化，T在中间只充当占位符JIT编译时，当JIT编译器第一次遇到Stack<int>时，将用int替换"泛型版"IL代码与元数据中的T——进行泛型类型的实例化。CLR为所有类型参数为"引用类型"的泛型类型产生同一份代码；但如果类型参数为"值类型"，对每一个不同的"值类型"，CLR将为其产生一份独立的代码.
五、C#泛型的几个特点
如果实例化泛型类型的参数相同，那么JIT编译器会重复使用该类型，因此C#的动态泛型能力避免了C++静态模板可能导致的代码膨胀的问题。
C#泛型类型携带有丰富的元数据，因此C#的泛型类型可以应用于强大的反射技术。
C#的泛型采用"基类, 接口, 构造器, 值类型/引用类型"的约束方式来实现对类型参数的 "显式约束",提高了类型安全的同时，也丧失了C++模板基于"签名"的隐式约束所具有的高灵活性。
六、C#泛型类与结构

class  C < U, V >   {}     // 合法 
class  D: C < string , int > {}    // 合法 
class  E < U, V > : C < U, V >   {}    // 合法 
class  F < U, V > : C < string ,  int >   {}    // 合法 
class  G : C < U, V >   { }    // 非法 

C#除可单独声明泛型类型（包括类与结构）外，也可在基类中包含泛型类型的声明。但基类如果是泛型类，它的类型参数要么已实例化，要么来源于子类（同样是泛型类型）声明的类型参数。
七、泛型类型的成员

class  C < V > { 
public V f1;   //声明字段 
public D<V> f2;   //作为其他泛型类型的参数 
public C(V x) { 
this.f1 = x; 
} 
}  

泛型类型的成员可以使用泛型类型声明中的类型 参数。但类型参数如果没有任何约束，则只能在 该类型上使用从System.Object 继承的公有成员。
八、泛型接口

interface  IList < T >   { 
T[] GetElements(); 
}  
interface  IDictionary < K,V >   { 
void Add(K key, V value); 
}

// 泛型接口的类型参数要么已实例化，// 要么来源于实现类声明的类型参数

class  List < T >  : IList < T > , IDictionary < int , T >   { 
public T[] GetElements() { return null; } 
public void Add(int index, T value) { } 
}

九、泛型委托

delegate   bool  Predicate < T > (T value); 
class  X  { 
static bool F(int i) {} 
static bool G(string s) {} 
static void Main() { 
Predicate<string> p2 = G; 
Predicate<int> p1 = new Predicate<int>(F); 
} 
}  

十、泛型方法
支持在委托返回值和参数上应用参数类型，这些参数类型同样可以附带合法的约束。
泛型方法简介
C#泛型机制只支持 "在方法声明上包含类型参数"——即泛型方法
C#泛型机制不支持在除方法外的其他成员（包括属性、事件、索引器、构造器、析构器）的声明上包含类型参数，但这些成员本身可以包含在泛型类型中，并使用泛型类型的类型参数泛型方法既可以包含在泛型类型中，也可以包含在非泛型类型中.
十一、泛型方法的声明与调用

public   class  Finder  { 
// 泛型方法的声明 
public static int Find<T>  ( T[] items,  T item) { 
for(int i=0;i<items.Length;i++){ 
if (items[i].Equals(item))  { return i; } 
} 
return -1; 
} 
}  
//  泛型方法的调用 
int  i = Finder.Find < int >  (  new   int [] {1,3,4,5,6,8,9} ,  6 );

十二、泛型方法的重载

class  MyClass  {
void F1<T>(T[] a, int i); // 不可以构成重载方法 
void F1<U>(U[] a, int i);
void F2<T>(int x); //可以构成重载方法 
void F2(int x);
void F3<T>(T t) where T : A; //不可以构成重载方法 
void F3<T>(T t) where T : B; 
}

十三、泛型方法的重写

abstract   class  Base 
{ 
public abstract T F<T,U>(T t, U u) where U: T; 
public abstract T G<T>(T t) where T: IComparable; 
}  
class  Derived: Base { 
//合法的重写，约束被默认继承 
public override X F<X,Y>(X x, Y y)  {  } 

//非法的重写，指定任何约束都是多余的 
public override T G<T>(T t) where T: IComparable {} 
}

十四、泛型约束简介
C# 泛型要求对" 所有泛型类型或泛型方法的类型参 数" 的任何假定，都要基于" 显式的约束" ，以维护C# 所要求的类型安全。" 显式约束" 由where 子句表达，可以指定" 基类约 束" ，" 接口约束" ，" 构造器约束" ，" 值类型/ 引用类 型约束" 共四种约束。" 显式约束" 并非必须，如果没有指定" 显式约束" ， 泛型类型参数将只能访问System.Object 类型中的 公有方法。
十五、基类约束

class  A   {    public void F1() {} }  
class  B   {  public void F2() {} }  
class  C < S,T >  
where  S: A    //  S继承自A 
where  T: B    //  T继承自B 
{ 
// 可以在类型为S的变量上调用F1， 
// 可以在类型为T的变量上调用F2 
}

十六、接口约束

interface  IPrintable   {    void Print();  }  
interface  IComparable < T >    { int CompareTo(T v);}  
interface  IKeyProvider < T >    { T GetKey(); }  

class  Dictionary < K,V >  
where  K: IComparable < K >  
where  V: IPrintable, IKeyProvider < K >  
{ 
// 可以在类型为K的变量上调用CompareTo， 
// 可以在类型为V的变量上调用Print和GetKey 
}

十七、构造器约束

class  A  { 
class B { 

class C<T> 

{ 
public A() { }  } 
public B(int i) { }  } 
}  

C < B >  c = new  C < B > ();    // 错误，B没有无参构造器 
where  T :  new () 

// 可以在其中使用T t=new T(); 
. 

C < A >  c = new  C < A > ();    // 可以，A有无参构造器

  十八、值类型/引用类型约束

public   struct  A  {
public class B{   

class C<T> 
where T : struct 
{ 
} 
} 
// T在这里面是一个值类型
C<A> c=new C<A>();   //可以，A是一个值类型 
}  
C < B >  c = new  C < B > ();    // 错误，B是一个引用类型

　 5. CLR对于泛型的支持

　　泛型不仅是一个语言级上的特征。.NET CLR能识别出泛型。在这种意义上说,泛型的使用是.NET中最为优秀的特征之一。对每个用于泛型化的类型的参数，类也同样没有脱离开微软中间语言(MSIL)。换句话说,你的配件集仅包含你的参数化的数据结构或类的一个定义，而不管使用多少种不同的类型来表达该参数化的类型。例如,如果你定义一个泛型类型MyList＜T＞，仅仅该类型的一个定义出现在MSIL中。当程序执行时,不同的类被动态地创建,每个类对应该参数化类型的一种类型。如果你使用MyList＜int＞和MyList＜double＞，有两种类即被创建。当你的程序执行时，让我们进一步在例3中分析这一点。

　　例3.创建一个泛型类

// MyList.cs
Using directives #region Using directives
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
#endregion
namespace  CLRSupportExample
{
　public class MyList＜T＞
　{
　　private static int objCount = 0;
　　public MyList()
　　{objCount++; }
　　public int Count
　　{
　　　get
　　　　{return objCount; }
　　}
　}
}
// Program.cs
Using directives #region Using directives
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
#endregion
namespace  CLRSupportExample
{
　class SampleClass {}
　class Program
　{
　　static void Main(string[] args)
　　{
　　　MyList＜int＞ myIntList = new MyList＜int＞();
　　　MyList＜int＞ myIntList2 = new MyList＜int＞();
　　　MyList＜double＞ myDoubleList = new MyList＜double＞();
　　　MyList＜SampleClass＞ mySampleList = new MyList＜SampleClass＞();
　　　Console.WriteLine(myIntList.Count);
　　　Console.WriteLine(myIntList2.Count);
　　　Console.WriteLine(myDoubleList.Count);
　　　Console.WriteLine(mySampleList.Count);
　　　Console.WriteLine(new MyList＜sampleclass＞().Count);
　　　Console.ReadLine();
　　}
　}
}

该例中，我创建了一个称为MyList泛型类。为把它参数化，我简单地插入了一个尖括号。在＜＞内的T代表了实际的当使用该类时要指定的类型。在MyList类中，定义了一个静态字段objCount。我在构造器中增加它的值。因此我能发现使用我的类的用户共创建了多少个那种类型的对象。属性Count返回与被调用的实例同类型的实例的数目。

　　在Main()方法,我创建了MyList＜int＞的两个实例，一个MyList＜double＞的实例，还有两个MyList＜SampleClass＞的实例--其中SampleClass是我已定义了的类。问题是:Count(上面的程序的输出)的值该是多少？在你继阅读之前，试一试回答这个问题。

　　解决了上面的问题？你得到下列的答案了吗？

1 2
2 2
3 1
4 1
5 2    
6 /**/ /*注意：这里是2。因为这个是运行时动态创建的，在编译时，static的变量值为1，如同第一，第二行，他们都是2，因为在编译时就已经创建两个int类型的实例，所以static的值是2*/

前面两个2对应MyList＜int＞，第一个1对应MyList＜double＞，第二个1对应MyList＜SampleClass＞--在此，仅创建一个这种类型的实例。最后一个2对应MyList＜SampleClass＞，因为代码中又创建了这种类型的另外一个实例。上面的例子说明MyList＜int＞是一个与MyList＜double＞不同的类，而MyList＜double＞又是一个与MyList＜SampleClass＞不同的类。因此，在这个例中,我们有四个类：MyList: MyList＜T＞，MyList＜int＞，MyList＜double＞和MyList＜X＞。注意，虽然有4个MyList类，但仅有一个被存储在MSIL。怎么能证明这一点？请看图1显示出的 使用工具ildasm.exe生成的MSIL代码。

6. 泛型方法

　　除了有泛型类，你也可以有泛型方法。泛型方法可以是任何类的一部分。让我们看一下例4:

　　例4.一个泛型方法

public   class  Program
{
　public static void Copy＜T＞(List＜T＞ source, List＜T＞ destination)
　{
　　foreach (T obj in source)
　　{
　　　destination.Add(obj);
　　}
　}
　static void Main(string[] args)
　{
　　List＜int＞ lst1 = new List＜int＞();
　　lst1.Add(2);
　　lst1.Add(4);
　　List＜int＞ lst2 = new List＜int＞();
　　Copy(lst1, lst2);
　　Console.WriteLine(lst2.Count);
　}
}

Copy()方法就是一个泛型方法，它与参数化的类型T一起工作。当在Main()中激活Copy()时，编译器根据提供给Copy()方法的参数确定出要使用的具体类型。