【笔记】C# 泛型约束

作者：@哈桑c（CSDN平台）
专栏：全栈开发自学记录

什么是泛型约束？

泛型约束就是告知编译器类型参数必须具备的功能。 在没有任何约束的情况下，类型参数可以是任何类型。 编译器只能假定 System.Object 的成员，它是任何 .NET 类型的最终基类。当分配给泛型的类型参数不满足约束的类型时，编译器会报出 Compiler Error CS0452 的错误。在 C# 中允许使用 where 上下文关键字指定约束。

示例代码

首先以一段简单的实现增加与设置数组元素的程序作为示例，借此讨论泛型类型参数的约束。同时也方便大家直接复制示例代码，然后对本文中提出的约束类型进行功能测试，辅助大家更好的理解。

代码示例

using System;
using System.Collections.Generic;

public class MyGenericList<T>
{
    private List<T> myList;

    public MyGenericList()
    {
        myList = new List<T> { };
    }

    // 增加元素
    public void AddElement(T value)
    {
        myList.Add(value); 
    }

    // 删除元素
    public void RemoveElement(int index)
    {
        myList.RemoveAt(index);
    }

    // 更改元素
    public void ChangeElement(int index, T value)
    {
        myList[index] = value;
    }

    // 查找元素
    public T GetElement(int index)
    {
        return myList[index];
    }
}

---

1、值类型约束（: struct）

where T : struct 表示类型参数必须是不可为 null 的值类型。

代码示例：

// 值类型约束
public class MyGenericList<T> where T : struct
{
	// 类成员... 
}

由于所有值类型都具有可访问的无参数构造函数，因此 struct 约束也表示 new() 约束，所以 struct 约束不能与 new() 约束和 unmanaged 约束一起使用。

2、引用类型约束（: class）

where T : class 表示类型参数必须是的引用类型。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T : class
{
	// 类成员... 
}

此约束还应用于任何类、接口、委托或数组类型。 在可为 null 的上下文中，T 必须是不可为 null 的引用类型。

3、可为空引用类型约束（: class?）

where T : class? 表示类型参数必须是可为 null 或不可为 null 的引用类型。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T : class?
{
	// 类成员... 
}

此约束还应用于任何类、接口、委托或数组类型。

4、不可为空约束（: notnull）

where T : notnull 表示类型参数必须是不可为 null 的类型。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T : notnull
{
	// 类成员... 
}

参数可以是不可为 null 的引用类型，也可以是不可为 null 的值类型。

5、基方法约束（: default）

where T : default 表示重写方法或提供显式接口实现时，如果需要指定不受约束的类型参数，此约束可解决歧义。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T : default
{
	// 类成员... 
}

default 约束表示基方法，但不包含 class 或 struct 约束。点击了解更多 default 约束。

6、非托管类型约束（: unmanaged）

where T : unmanaged 表示类型参数必须是不可为 null 的非托管类型。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T : unmanaged
{
	// 类成员... 
}

unmanaged 约束也表示 struct 约束，且不能与 struct 约束或 new() 约束结合使用。

7、构造函数约束（: new()）

where T : new() 表示类型参数必须具有公共无参数构造函数。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T : new()
{
	// 类成员... 
}

当构造函数约束与其他约束一起使用时，new() 约束必须最后指定。 new() 约束不能与 struct 和 unmanaged 约束结合使用。

8、基类名约束（: <基类名>）

where T :<基类名> 表示类型参数必须是指定的基类或派生自指定的基类。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T :<基类名>
{
	// 类成员... 
}

在可为 null 的上下文中，T 必须是从指定基类派生的不可为 null 的引用类型。

9、可为空基类名约束（: <基类名>?）

where T :<基类名>? 表示类型参数必须是指定的基类或派生自指定的基类。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T :<基类名>?
{
	// 类成员... 
}

在可为 null 的上下文中，T 可以是从指定基类派生的可为 null 或不可为 null 的类型。

10、接口类型约束（:<接口名称>）

where T :<接口名称> 表示类型参数必须是指定的接口或实现指定的接口。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T :<接口名称>
{
	// 类成员... 
}

可指定多个接口约束。 约束接口也可以是泛型。 在的可为 null 的上下文中，T 必须是实现指定接口的不可为 null 的类型。

11、可为空接口类型约束（:<接口名称>?）

where T :<接口名称>? 表示类型参数必须是指定的接口或实现指定的接口。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T :<接口名称>?
{
	// 类成员... 
}

可指定多个接口约束。 约束接口也可以是泛型。 在可为 null 的上下文中，T 可以是可为 null 的引用类型、不可为 null 的引用类型或值类型。 T 不能是可为 null 的值类型。

12、自定义约束（: U）

where T : U 表示为 T 提供的类型参数必须是为 U 提供的参数或派生自为 U 提供的参数。

代码示例：

// 引用类型约束
public class MyGenericList<T> where T : U
{
	// 类成员... 
}

在可为 null 的上下文中，如果 U 是不可为 null 的引用类型，T 必须是不可为 null 的引用类型。 如果 U 是可为 null 的引用类型，则 T 可以是可为 null 的引用类型，也可以是不可为 null 的引用类型。