【Clr in c#】泛型

2022-05-21 13:05:49

　　使用泛型的好处是“代码重用”，极大的提高了开发效率，泛型为开发者提供了以下优势：

　　　　1，源代码保护算法的源代码不需要提供给使用泛型算法的开发人员，使用c++模板的泛型技术需要提供。（目前c++模板的泛型技术了解较少）

　　　　2，类型安全给泛型算法指定类型时，编译器能理解开发者意图，只有兼容类型能通过，不兼容的时候编译时候会报错。

　　　　3，更清晰的代码由于编译器强制类型的安全性，减少源代码中必须进行的转型次数，使得代码容易维护和编写。例如：DateTime dt=dtList[0];从DateTime的集合中按照索引取出来的值可以直接赋值给DateTime类型，不需要转型。

　　　　4，更佳的性能在操作值类型时候，非泛型集合会造成装箱、拆箱操作，会造成托管堆上的内存分配，会造成频繁的垃圾回收，影响性能。

1.泛型基础结构

　　1.1 开放类型和封闭类型

　　　　　　具有泛型类型参数的类型称为开放类型。

　　　　　　　　不能创建实例。例如Dictionary<,>,没有指定参数，目前尚不清楚这个开放类型有什么用。

　　　　　　所有类型实参传递的都是实际数据类型为封闭类型。

　　　　　　　　使用约束无法将类型实参限制为某一类型，可以用一个静态构造器来保证类型。如下

internal sealed class GenericTypeThatRequiresAnEnum<T>{
  static   GenericTypeThatRequiresAnEnum(){
    if(!typeof(T).IsEnum){
      throw new ArgumentException("T must be an enumerated type");
    }
  }
}

　　1.2泛型类型的继承

　　　　泛型类型仍然是类型，它能从其他任何类型派生。

    public class Node1<T>
    {
        public T m_data;
        public Node1<T> m_next;
        public Node1(T data) : this(data, null) { }
        public Node1(T data, Node1<T> next)
        {
            m_data = data;
            m_next = next;
        }
        public override string ToString()
        {
            // ABC
            return m_data.ToString()+((m_next!=null)?m_next.ToString():null);
        }
    }

　　上面例子必须是相同数据类型下使用，加入链表需要多个m_data为多种类型的时候这种结构将无法满足，这时候我们可以考虑抽出一个非泛型的基类，这样继承的泛型就可以指定多种类型。这是一个泛型应用的技巧。

public class Node2
    {
        protected Node2 m_next;

        public Node2(Node2 next)
        {
            m_next = next;
        }
    }

   public class TypeNode<T> : Node2 {
        public T m_data;
        public TypeNode(T data,Node2 next):base(next){
            m_data = data;
        }
        public TypeNode(T data):this(data,null){
        }
        public override string ToString()
        {
            // Tody is 时间。
            return m_data.ToString() + ((m_next != null) ? m_next.ToString() : null);
        }
    }

1.3泛型类型的同一性

　　这种性质不经常用，这里简单记一下只当了解。

　　简化泛型的写法多封装一层去除"<"">"。

　　class DateTimeList:List<DateTime>{

　　//这里不需要放入任何代码。

}

这样使用的时候就没有<,>符号了。

DateTimeList dt=new DateTimeList();

这只是表面方便了，绝对不要单纯出于增强代码可读性目的定义一个新类，事实上也不会这么做，但是这样写会丧失同一性和相等性，如下代码为Flase

Boolean sameType=(typeof(List<DateTime>)==typeof(DateTimeList));

可以通过使用using指令弥补相等性，添加如下结果为True;

using DateTimeList=System.Collections.Generic.List<System.DateTime>;

1.4代码爆炸

　　使用泛型类型参数的一个方法在JIT(即时编译)编译时，Clr获取方法的IL，用指定的实参进行替换，创建恰当的本地代码，缺点是CLR要为每种不同的方法、类型组合生成本地代码，可能造成应用程序集显著增大，损坏性能，称之为代码爆炸。

　　但是CRL内建了一些优化措施，缓解代码爆炸。所有程序集使用List<DateTime>时候，只会生成一次，认为所有引用类型实参都是完全相同，List<String>和List<Stream>可以公用，之所以会这样，是因为所有引用类型的实参或者变量实际都是指向堆上的对象指针，而指针全部都是以相同的方式来操作。

2，泛型接口

　　泛型接口的一个例子是IComparable接口，在接口里详细写

3，泛型委托

　　建议使用泛型的Action和Func委托，会在以后的委托中细说

4，委托和接口的逆变和协变泛型类型实参

　　不变量（invariant）表示泛型类型不可变。

　　逆变量（contravariant）表示泛型类型参数可以从一个基类更改为该类的派生类，用in关键字标记，只出现在输入位置。

　　协变量（covariant）表示泛型类型可以从一个派生类更改为它的基类型，用out关键字标记，只出现在输出位置。

　　public delegate TResult Func<in T,out TResult>(T arg);

　　Func<object,ArgumentException> fn1=null;

　　func<string,Exception> fn2=fn1;//这里不需要显示转换，因为逆变量，协变量

　　调用委托Exception e=fn2("");

　　使用要获取泛型参数和返回值的委托时，建议尽量使用in和out关键字，因为不会有不良反应。

　　泛型接口和泛型委托一样也可以用out和in。

5，泛型方法

　　用一个例子介绍下泛型的定义，下面一个类型定义了一个类型参数，一个方法定义了它自己的专用类型参数。

class GenericType<T>{
  private T m_value;
  public GenericType(T value){m_value=value;}
  public TOutput Coverter(TOutput)(){
        TOutput  result=(TOutput)Convert.ChangeType(m_value,typeof(TOutput ));
      return   result;
  }  
}

下面写一个比较经典常用的泛型方法，2个参数互换

private static void Swap<T>(ref T o1,ref T o2){
  T temp=o1;
  o1=o2;
  o2=temp;    
}

6泛型约束

确保使用当前泛型是自己想要的类型。

　例如如下方法，在类型没有提供CompareTo方法时候会报错。

　private static T Min<T>(T o1,To2){

if(o1.CompareTo(o2)<0)

return o1;

return o2;

}

这个时候我们就需要在该泛型方法添加泛型约束。

　private static T Min<T>(T o1,To2) where T:IComparable<T>{

if(o1.CompareTo(o2)<0)

return o1;

return o2;

}

泛型约束主要分为3种。

1，主要约束主要约束可以是一个引用类型，实参必须与约束相同或者派生，

例如where T:Stream ，使用该泛型方法必须是Stream 类型或者其派生类型。

where T:Class，使用该泛型方法必须是引用类型。

2,次要约束次要约束代表的是一个借口类型，指定的参数必须实现所有接口约束例如 where T:IComparable<T>

3，构造器约束指定的实参必须实现公共无参构造器的一个非抽象类型where T:New()

下面是项目中用到的一个泛型方法，模板反序列化。使用了Newtonsoft.Json

        public T GetTemplateData<T>() where T : TemplateData
        {
            if (!string.IsNullOrEmpty(TemplateDataJsonStr))
            {
                T obj = (T)JsonConvert.DeserializeObject(TemplateDataJsonStr, typeof(T));
                obj.CheckField();
                return obj;
            }
            else return null;
            
        }
        public void SetTemplateData(TemplateData templateData) 
        {
           TemplateDataJsonStr= JsonConvert.SerializeObject(templateData);
        }

【Clr in c#】泛型

码农公寓

1.泛型基础结构

1.1 开放类型和封闭类型

1.2泛型类型的继承

1.3泛型类型的同一性

1.4代码爆炸

2，泛型接口

3，泛型委托

4，委托和接口的逆变和协变泛型类型实参

5，泛型方法

6泛型约束

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　　1.2泛型类型的继承