C#高级程序设计（三）——泛型基础

在C#引入泛型之前，如果一个类或者一个方法想要支持多种类型，它就不得不把相应的参数或者返回值定义为object类型，这就意味着代码在执行的过程中需要很多的转型，并不是说你的代码一定不要用到转型，但是转型确实会带来很多潜在的问题，因为它将本该属于编译时的类型检查延迟到了运行时，而且也会带来一定的性能问题（装箱和拆箱）。

C#2引入了泛型，包括两种形式的泛型：泛型类型和泛型方法。下面说一下和泛型有关的一些特性：

一、泛型约束

C#泛型支持四种类型的约束，但是它们使用同样的语法：

引用类型约束

对于引用类型的约束，泛型对象之间可以通过==和!=进行比较，但是需要注意的是，除非指定了其它约束，否则只会比较引用本身（即使引用对象类型重载了比较方法），使用转换类型约束，重载的比较方法才会被编译器调用。

class RefSample<T> where T : class

值类型约束

对于值类型的约束，泛型对象之间不允许使用==和!=进行比较。

class ValSample<T> where T : struct

构造函数类型约束

构造函数类型约束类型要包含无参构造函数。这样就可以构造泛型对象实例。

public T CreateInstance<T>() where T : new()
{
return new T();
}

转型类型约束

转型类型约束允许你指明一种类型，使得参数类型必须能被隐式转换成指明的类型。

转换类型约束非常重要，因为你可以用泛型对象调用指明类型的方法。例如，对于T : IComparable<T>，这意味着你能直接比较两个T类型的对象。

class Sample<T> where T : Stream,
IEnumerable<string>,
IComparable<int>

当几种约束混合使用的时候，实际上还是有一些规则的，

1）没有一个类型可以既是引用类型又是值类型，所以同时做引用类型约束和值类型约束是不允许的。

2）每一个值类型都有一个无参构造函数，所以不能同时有值类型约束和构造函数类型约束。

3）对于多个转换类型约束，最多只能有一个类类型，而且类类型必须放在接口类型的前边。而且每一个类型转换约束只能出现一次。

4）不同的参数类型可以有不同的约束，它们通过各自的where来指定。

下面列出了一些合法与不合法的约束混合使用：

Valid
class Sample<T> where T : class, IDisposable, new()
class Sample<T> where T : struct, IDisposable
class Sample<T,U> where T : class where U : struct, T
class Sample<T,U> where T : Stream where U : IDisposable
Invalid
class Sample<T> where T : class, struct
class Sample<T> where T : Stream, class
class Sample<T> where T : new(), Stream
class Sample<T> where T : IDisposable, Stream
class Sample<T> where T : XmlReader, IComparable, IComparable
class Sample<T,U> where T : struct where U : class, T
class Sample<T,U> where T : Stream, U : IDisposable

二、类型推断

C#编译器允许在调用泛型方法的时候不用显式指明参数类型，而是通过方法中传递的参数（注意不是返回值类型）进行类型推断，注意的是这只针对泛型方法有用（对泛型类型无效），例如：

static List<T> MakeList<T>(T first, T second)
...
List<string> list = MakeList<string>("Line 1", "Line 2");

对于这个泛型方法，编译器可以根据参数的类型推断出T，因此允许用户无需显式指明类型：

List<string> list = MakeList("Line 1", "Line 2");

三、默认值表达式

很多时候我们需要在泛型中使用默认值，C#使用default(T) 表达式返回当前泛型类型的默认值。

四、泛型中的比较

如果参数类型没有被约束，你只能使用==/!=运算符将值和null进行比较，不能用这两个操作符比较两个T类型的值。

如果参数类型被约束为值类型，那么==/!=根本就不能被应用。

如果参数类型被约束为引用类型，那么==/!=只会比较两者的引用。

如果参数类型被约束为为继承自重载了==/!=的类或接口，那么将使用重载的==/!=进行比较

例如：

static bool AreReferencesEqual<T>(T first, T second) where T : class
        {
            return first == second;
        }

string str = "World";
            string str1 = "Hello" + str;
            string str2 = "Hello" + str;

            Console.WriteLine(str1 == str2);
            Console.WriteLine(AreReferencesEqual(str1, str2)); 

Output:
True
False