C#――泛型

一、 C# 泛型简介

1 、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。

2 、 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。

 

二、 C# 泛型机制简介

1 、 C# 泛型能力又 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“搽拭法”。这使得泛型能力可以在各个支持 CLR 的语言之间进行无缝的互操作。

2 、 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。   “ on-demand ”：可以理解为按需所取，运行时的泛型

 

三、 C# 泛型编译机制

1 、第一轮编译时，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。

2 、 JIT 编译时，当 JIT 编译器 第一次 遇到（类型编译之后存在于内存当中） 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。

3 、 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。

 

因为泛型类的定义会放在程序集中，所以用某个类型实例化泛型类不会在 IL 代码中复制这些类。但是，在 JIT 编译器把泛型类编译为内部码时，会给每个值类型创建一个新类。引用类型共享同一个内部类的所有实现代码。这是因为引用类型在实例化的泛型类中只需要 4 字节的内存单元（ 32 位系统），就可以引用一个引用类型（这相当于 JAVA 当中的搽拭法）。而值类型包含在实例化的泛型类的内存中。而每个值类型对内存的要求都不同，所以要为每个值类型实例化一个新类。

 

四、 C# 泛型的几个特点

1 、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++ 静态模板可能到时的代码膨胀的问题。

2 、 C# 泛型类型携带有丰富的元数据，因此 C# 得泛型类型可以应用于强大的反射技术。

3 、 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“显示约束”，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

 

五、 C# 泛型类与结构

C#除了可以单独声明泛型类型（包括类与结构）外，也可以在基类中包含泛型类型的声明。但基类如果是泛型类，它的类型要么以实例化，要么来源于子类（同样是泛型类型）声明的类型参数，看如下类型

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

E类型为C类型提供了U、V，也就是上面说的来源于子类

F类型继承于C<string,int>，个人认为可以看成F继承一个非泛型的类

G类型为非法的，因为G类型不是泛型，C是泛型，G无法给C提供泛型的实例化

 

六、泛型类型的成员

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

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;

}

}

 

 

七、泛型接口

Interface Ilist<T>{

T [] GetElements();

}

Interface Idictionary<K,V>{

Void   Add (K key, V valus);

}

// 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){}

}

 

八、泛型委托：