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在C#开发中，必不可少的要用到泛型。泛型是.NET2.0版本就有的，它广泛应用于C#框架中容器的使用中。下面我们来详细介绍一下。
一、泛型的主要优势
1.性能更高。
2.类型更安全。
3.代码更多的重用和扩展性。
二、泛型的基本使用
泛型的一个主要优点是性能，我们来看下面的例子：
static void Main(string[] args) { //不是泛型的集合类 ArrayList list = new ArrayList(); //添加一个值类型 装箱操作 list.Add(12); //去除第一个元素12 拆箱操作 int num = (int)list[0]; Console.WriteLine(num); Console.WriteLine("执行结束"); Console.ReadKey(); }
// // 摘要: // 将对象添加到 System.Collections.ArrayList 的结尾处。 // // 参数: // value: // 要添加到 System.Collections.ArrayList 末尾的 System.Object。该值可以为 null。 // // 返回结果: // value 已添加的 System.Collections.ArrayList 索引。 // // 异常: // T:System.NotSupportedException: // The System.Collections.ArrayList is read-only.-or- The System.Collections.ArrayList // has a fixed size. public virtual int Add(object value);
元数据中ArrayList类的Add方法
相信大家都知道，装箱拆箱是比较损耗性能的，在执行add方法是， 把值类型转换成引用类型(装箱)，取出来时在去拆箱，那怎么样才能避免这种情况发生呢？
再来看下面代码：
//泛型集合类 List<int> list = new List<int>(); list.Add(12); int num = list[0]; Console.WriteLine(num); Console.WriteLine("执行结束"); Console.ReadKey();
这个时候，代码并没有发生装箱拆箱操作。
// // 摘要: // 将对象添加到 System.Collections.Generic.List`1 的结尾处。 // // 参数: // item: // 要添加到 System.Collections.Generic.List`1 末尾的对象。对于引用类型，该值可以为 null。 public void Add(T item);
元数据中List类的Add方法
代码写到这里时，我们只是创建了一个List泛型集合，你可能还感觉不到泛型优势到底在哪里，你也可能不知道泛型到底是怎么用的。好,下面我们写个测试还有自己实际应用的例子。
static void Main(string[] args) { //不是泛型的集合类 ArrayList arylist = new ArrayList(); //添加一个值类型 装箱操作 //泛型集合类 List<int> list = new List<int>(); //计时类 Stopwatch watch = new Stopwatch(); watch.Start();//开始计时 for (int i = 0; i < 10000000; i++) { arylist.Add(i); } watch.Stop(); Console.WriteLine("Arraylist用时："+watch.ElapsedMilliseconds); Stopwatch watch1 = new Stopwatch(); watch1.Start();//开始计时 for (int i = 0; i < 10000000; i++) { list.Add(i); } watch1.Stop(); Console.WriteLine("list用时：" + watch1.ElapsedMilliseconds); Console.WriteLine("执行结束"); Console.ReadKey(); }
测试arraylist和list集合的性能
执行结果：
以上的例子中，可以看出在计时的过程中代码写的重复了， 怎么解决这个问题呢， 泛型要排上用场了。
我们想一下，相同的操作（都是循环添加元素，计算用时）用同一个方法实现不就ok了，只不过这个方法是泛型的（可以接受ArrayList,也可以接受List），下面我们来写一下这个方法。
//我们用T来代表泛型 public static long GetTime<T>(T t) { Stopwatch watch = new Stopwatch(); watch.Start();//开始计时 for (int i = 0; i < 10000000; i++) { t.Add(i); } watch.Stop(); return watch.ElapsedMilliseconds; }
但是问题来了， 这里并没有Add方法让我们使用啊。 我们的思路是把这个T在调用时可以当作ArrayList类型， 也可以当作List类型，这里就设计到了泛型约束。
三、泛型约束
如果使用泛型时， 想要调用这个泛型类型中的方法， 那么就需要添加约束。泛型约束主要有以下几种：
| 约束 | 说明 |
| where T:struct | 对于结构的约束， T必须是值类型 |
| where T:class | T必须是引用类型 |
| where T:ITest | T必须实现了ITest接口 |
| where T:Test | T必须继承基类Test |
| where T:new() | T必须有默认构造函数 |
| where T:T2 | T派生自泛型类型T2，也称为裸类型约束 |
我们接着上个泛型方法来修改，ArrayList和List都实现了接口IList ， 这个时候我们加上这个接口约束;
//我们用T来代表泛型 public static long GetTime<T>(T t)where T:IList { Stopwatch watch = new Stopwatch(); watch.Start();//开始计时 for (int i = 0; i < 10000000; i++) { t.Add(i); } watch.Stop(); return watch.ElapsedMilliseconds; }
调用结果:
代码写到这里时，相信你已经对泛型有所了解了，但是真要应用到自己以后的逻辑编程中时，一定要善于总结：相同类型的相同方法，或者业务逻辑相同，只有某个判断不同时，可以用上泛型，不仅高效还代码量小。
四、应用场景示范
在我们的项目开发中，数据库的增删改查肯定是少不了的， 在这里我们用泛型来定义增删改查的泛型类。 之后建立一个用户表（实际应用中对应数据库中表结构），数据库中每一个表都可以用泛型类中定义的方法， 不需要每一个都写增删改查操作，也是面向对象编程的一种思想：
public class BaseDal<T>where T:class ,new () { //以下是增删查改示范 public void Query(int id) { Console.WriteLine(typeof(T).Name+"查询方法,id="+id); } public void Update(T t) { Console.WriteLine(typeof(T).Name+"更新方法"); } public void Delete(T t) { Console.WriteLine(typeof(T).Name + "删除方法"); } public void Add(T t) { Console.WriteLine(typeof(T).Name + "添加方法"); } }
public class User { public int Id { get; set; } public string Name { get; set; } }
user 类
BaseDal<User> dal = new BaseDal<User>(); var user = new User() { Id = 0, Name = "用户1" }; dal.Add(user); dal.Query(0); user.Name = "用户11"; dal.Update(user); dal.Delete(user); Console.ReadKey();
调用示范
五、泛型的协变和抗变
协变和抗变主要是对参数和返回值的类型进行转换，在.NET4之后可以通过协变和抗变为泛型接口或这泛型委托添加这个扩展。
现在我们写俩个类Shape(形状)、Rectangle(矩形类)，Rectangle派生自Shape，写一个方法public static Rectangle GetRec() ;这个时候你会发现， 方法的泛型类型是抗变的， 就是我返回一个类型为Rectangle但是我可以用Shape来接收， 但泛型在NET4.0之前不支持这个方式， 泛型在NET4.0之后提供了支持泛型接口和泛型委托的协变和抗变。
//形状 public class Shape { public double Width { get; set; } public double Height { get; set; } public override string ToString() { return string.Format("width:{0},height:{1}",Width,Height); } } //矩形 public class Rectangle : Shape { } ///-----------------------------------方法与调用 public static Rectangle GetRec() { return new Rectangle(); } Shape s = GetRec(); Console.ReadKey();
普通方法抗变代码说明
1、泛型接口的协变
泛型接口在类型T前加上out关键字，这个时候泛型接口就是协变的，也就意味着返回类型只能是T。 直接看代码：
//泛型接口的协变 public interface IIndex<out T> { T GetT(int index); int Count { get; } } public class RecCollection : IIndex<Rectangle> { private Rectangle[] data = new Rectangle[2] { new Rectangle() { Width=10,Height=20 }, new Rectangle() {Width=20,Height=30 } }; public int Count { get { return data.Count(); } } public Rectangle GetT(int index) { return data[index]; } }
//调用 Shape s1 = new RecCollection().GetT(1); Console.WriteLine(s1.ToString()); IIndex<Rectangle> rec = new RecCollection(); IIndex<Shape> shapes = rec; for (int i = 0; i < shapes.Count; i++) { Console.WriteLine(shapes.GetT(i)); } Console.ReadKey();
以上代码可以看出， 我们把泛型接口的泛型定义为矩形(Rectangle)， 但是在接受的时候可以用基类(Shape) ,在这里实现了协变。
2.泛型接口的抗变
如果泛型类型用in关键字标注，那么这个泛型接口就是抗变的，这样，接口只能把泛型类型T用作其方法的输入。
//泛型接口的抗变 public interface IDisplay<in T> { void Show(T item); } public class ShapeDisplay : IDisplay<Shape> { public void Show(Shape item) { Console.WriteLine(item); } } //-------------------------以下调用------ Rectangle recs = new Rectangle() { Width=100,Height=200}; IDisplay<Shape> shapeDisplay = new ShapeDisplay(); shapeDisplay.Show(recs); IDisplay<Rectangle> recDisplay = shapeDisplay; recDisplay.Show(recs); Console.ReadKey();
以上代码可以看出泛型也是支持抗变和协变的。
六、总结
泛型是C#语言发展带来的新方法，以上例子只是简单的运用，希望大家能通过以上例子有所启发，能在项目中更好的使用泛型。以上还有泛型缓存没有说到，大家有兴趣可以找下资料，今天就到这里吧， 没有说到的还有不好的地方， 欢迎大家指正！
