前言
泛型是C#和.Net的一個重要概念，泛型不僅是C#程式語言中的一部分，而且與程式集中的IL(Intermediate Language)程式碼緊密的整合。
在平時程式設計過程中，常常會出現編寫一些差不多的程式碼塊，不同的僅是處理不同的資料型別。比如一個處理int資料的方法，現在新加了string型別的資料。是不是把之前的方法複製一遍，然後修改型別int為string。當然這樣的方法是沒有錯的，那麼後面又新增了其他的許多型別怎麼辦？還是複製修改嗎？這樣程式碼看上去很冗餘，很複雜。這時候泛型就出現了。下面我們看下為何使用泛型吧。
優點
下面介紹下泛型的優點，尤其是下面幾個：
-
- l 效能
- l 型別安全
- l 二進位制程式碼重用
一、效能
泛型的一個主要優點就是效能，在泛型集合類和非泛型集合類中，對值型別使用非泛型集合類，在把值型別轉換為引用型別和把引用型別轉換為值型別的時候，需要進行裝箱和拆箱的操作（前面的文章中講到了拆箱和裝箱會造成一定的效能損失），當集合資料量大的時候造成的效能損失也就隨之的增大了。
使用非泛型集合時：
var list = new ArrayList();
list.Add(100);//裝箱 int-object
int i = (int)list[0];//拆箱 object-int
foreach (int item in list)
{
Console.WriteLine(item);//遍歷拆箱輸出
}
使用泛型集合類時：
var list = new List<int>();
list.Add(100);//無裝箱操作
int i = list[0];//無拆箱拆箱
foreach (int item in list)
{
Console.WriteLine(item);//無拆箱操作
}
減少裝箱拆箱操作，節省了效能消耗。這也就是泛型的主要優點了。
二、型別安全
泛型另一個優點就是型別安全，這裡我們還是使用非泛型集合類ArrayList()和泛型集合類List<T>來做案例。
非泛型集合類ArrayList():
var list = new ArrayList();
list.Add(100);// 新增一個int型別
list.Add("string");//新增一個string型別
foreach (int item in list)
{
Console.WriteLine(item);//遍歷迴圈輸出
}
這裡允許輸出和丟擲異常：
System.InvalidCastException:“Unable to cast object of type 'System.String' to type 'System.Int32'.”
無法強制把”string”轉換成int型別。
我們再看泛型集合類：
var list = new List<int>();
list.Add(100);// 新增一個int型別
list.Add("string");//新增一個string型別,編譯器報錯，無法從string轉換到int
foreach (int item in list)
{
Console.WriteLine(item);//遍歷迴圈輸出
}
在新增”string”型別的時候編譯器報錯，無法新增。這裡也就杜絕了後續的錯誤。這也就是保證了型別的安全。
三、二進位制程式碼重用
泛型允許更好的重用二進位制程式碼，泛型型別可以定義一次，並且可以再許多不同的型別例項化，相比C++來說，不用每次訪問原始碼。
例如上面使用的泛型集合類，using System.Collections.Generic; 中的List<T>類，可以用int，string，自定義類去例項化。
泛型型別還可以在一種語言定義，然後再其他任何.Net語言中使用。
泛型類的功能
這裡我們可以來了解下建立泛型類了之後，泛型類有哪些功能呢？
-
- l 預設值
- l 約束
- l 繼承
- l 靜態成員
一、預設值
在我們定義了泛型型別之後如何賦值呢？
public class Tclass<T>
{
public static T Get()
{
T a = default;
return a;
}
}
因為在泛型中初始給值不好給，你說給null吧，null是給引用型別的，你是給0吧，這又是給值型別的，這時候出現了default，當時引用型別呼叫時就給null，當時值型別時就0。
二、約束
說到泛型型別的約束時，不得不提關鍵字where，where是用來限制引數的範圍的，如果不符合where條件指定的引數範圍，編譯是不允許通過的。
這裡泛型型別的約束主要可以分為以下6中
-
- l Where T: class（型別引數必須是引用型別）
- l Where T:struct（型別引數必須是值型別）
public class Tclass<T,U>
where T:class //型別引數為引用型別
where U:struct //型別引數為值型別
{}
-
- l Where T：<介面名稱>（型別引數必須是指定的介面或者實現指定的介面）
/// <summary>
/// 介面
/// </summary>
interface Itest
{
}
/// <summary>
/// 定義一個字典型別
/// </summary>
/// <typeparam name="TK"></typeparam>
/// <typeparam name="TV"></typeparam>
class Dictionary<TK, TV>
where TK : IComparable, IEnumerable
where TV : Itest
{
public void Add(TK key, TV val)
{
}
}
-
- l Where T:<基類名>（引數必須是指定的基類或者是派生自指定的基類）
class Ttest { }
class Tclass<T> where T:Ttest
{
}
-
- l Where T:new ()（這是一個建構函式的約束，指定引數型別必須有一個預設建構函式，當與其他約束一起使用時必須放在其最後）
class EmployeeList<T> where T : Employee, IEmployee, System.IComparable<T>, new()
{
// ...
}
-
- l Where T1:T2（這個約束指定型別T1派生自泛型型別T2，也就是說T1的引數型別要和T2一樣）
public class Tclass<T> where T:IComparable { }
三、繼承
泛型型別的繼承與普通類的繼承相似但不同。
/// <summary>
/// 抽象基類，泛型型別
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public abstract class Ttest<T>
{
public abstract T Add(T x, T y);
}
/// <summary>
/// 繼承抽象基類，實現int型別
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
class Tclass<T> : Ttest<int>
{
public override int Add(int x, int y) => x + y;
}
四、靜態成員
泛型型別的靜態成員需要特殊的關注，泛型類的靜態成員只能在類的一個例項中共享。
/// <summary>
/// 泛型型別，靜態欄位x
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public class Ttest<T>
{
public static int x;
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Ttest<string>.x = 111;
Ttest<int>.x = 222;
Console.WriteLine(Ttest<string>.x);
}
}
上面事例中最後輸出的為111，
總結
這裡我們主要是介紹了泛型的優點及泛型型別的功能。在我們日常的程式設計中會發現很多地方可以使用泛型。提高程式碼的擴充套件性及重用性。同時也可以減少對object型別的使用，採用泛型型別的使用來替代。較少對效能的消耗。我們下一節主要是對泛型型別的協變及抗變進行一定的理解。
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