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【一文了解】C#泛型

news 2025/9/5 8:30:16

泛型

1.什么是泛型

为什么需要泛型？

2.类型参数

类型参数的命名规范

3.泛型结构分类

3.1.泛型类（最常用）

3.2.泛型方法

3.3.泛型接口

3.4.泛型委托

4.泛型约束

常用泛型约束

注意

泛型的优点

总结

本篇文章来分享一下泛型，学会使用泛型能大大提升开发的效率。

泛型

1.什么是泛型

在C#中，泛型（Generic）是一种允许定义不依赖于具体数据类型的类、接口、方法或委托的编程特性。它的核心思想是“将类型作为参数传递”，从而实现代码的复用性、类型安全性和性能优化，避免因处理不同类型而编写重复代码（例如，为int、string、自定义类分别编写相似逻辑）。

为什么需要泛型？

解决“重复代码”与“类型安全”问题

在泛型出现之前，处理不同类型的相似逻辑通常有两种方案，但都存在明显缺陷：

1.使用object类型（非类型安全）

object是所有类型的基类，可存储任意类型数据，但需要频繁装箱/拆箱（值类型与object转换），不仅性能损耗大，还会丢失编译时类型检查（例如，将int类型的集合误存入string，编译不报错，运行时才崩溃）。

2.为每种类型写重复代码（低复用性）

若为int、string、Player等每种类型单独编写集合类（如IntList、StringList、PlayerList），逻辑完全相同，仅类型不同，会导致代码冗余、维护成本极高。

泛型的出现完美解决了这两个问题：在编译时确定类型，保证类型安全；同时复用一套逻辑，无需重复编码。

2.类型参数

“类型参数”是泛型的核心语法，泛型的关键是通过<T>（T是“类型参数”的占位符，可自定义名称，如<TItem>、<TData>）声明 “类型变量”，在使用时传入具体类型（如List<int>、Dictionary<string, Player>）。

类型参数的命名规范

通常用单个大写字母表示（如T、TKey、TValue），遵循“见名知意”：

T：通用类型参数（如List<T>）；

TKey：键类型（如Dictionary<TKey, TValue>）；

TValue：值类型（如Dictionary<TKey, TValue>）；

TResult：返回值类型（如Func<TResult>）。

3.泛型结构分类

3.1.泛型类（最常用）

定义泛型类时，在类名后添加<类型参数>，内部可将T作为普通类型使用（如成员变量、方法参数、返回值）。

/// <summary>
/// 泛型类：T 是类型参数，代表“要传入的具体类型”
/// </summary>
public class GenericList<T>
{//用T定义成员变量（存储T类型的数组）private T[] itemArray;private int count;/// <summary>/// 构造函数：初始化数组容量/// </summary>/// <param name="capacity"></param>public GenericList(int capacity){itemArray = new T[capacity];//用T创建数组count = 0;}public void Add(T item)//泛型方法参数为T类型{if (count < itemArray.Length){itemArray[count] = item;//直接存储T类型，无需装箱count++;}}public T Get(int index)//泛型方法：返回值为T类型{if (index >= 0 && index < count){return itemArray[index];//直接返回T类型，无需拆箱}throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index));}
}
public class Player
{public string name;public Player(string name){this.name = name;}
}
public class Test1:MonoBehaviour
{public void Start(){//1.使用 T 为 int 的泛型类var intList = new GenericList<int>(5);//明确指定T为intintList.Add(10);intList.Add(20);int num = intList.Get(0);//无需强制转换，编译时确认类型安全//2.使用 T 为 Player（自定义类）的泛型类var playerList = new GenericList<Player>(3);playerList.Add(new Player("张三"));Player player = playerList.Get(0); //直接获取Player类型//编译时报错（类型不匹配）intList.Add("abc"); //无法将string存入GenericList<int>}
}

3.2.泛型方法

即使在非泛型类中，也可以定义泛型方法（方法名后加<T>），实现“同一方法处理不同类型”。

public class PrintHelper
{//泛型方法：T是方法的类型参数public void Print<T>(T value){Debug.Log($"值：{value}，类型：{typeof(T).Name}");}
}
public class Test2 : MonoBehaviour
{public void Start(){//使用泛型方法PrintHelper helper = new PrintHelper();helper.Print(123);//值：123，类型：Int32helper.Print("Hello");//输出：值：Hello，类型：Stringhelper.Print<Person>(new Person());//输出：值：Player，类型：Player}
}

类型推断调用泛型方法时，若能从参数类型推断出T，可省略<T>，如上述中的helper.Print(123)会自动推断T为int

3.3.泛型接口

接口本质上定义了行为规范，但不实现行为。泛型接口允许在接口定义中使用类型参数，使接口能适配多种数据类型。

/// <summary>
/// 数据操作接口 用于数据的增删改查
/// </summary>
public interface IOperatable<T>
{/// <summary>/// 添加数据/// </summary>/// <param name="data"></param>public void Add(T data);/// <summary>/// 根据ID获取数据/// </summary>/// <param name="id"></param>/// <returns></returns>public T GetById(int id);/// <summary>/// 更新数据/// </summary>/// <param name="data"></param>public void Update(T data);/// <summary>/// 删除数据/// </summary>/// <param name="id"></param>public void Delete(int id);
}
public class User
{public int Id { get; set; }public string Name { get; set; }
}
//实现泛型接口（以用户数据为例）
public class UserOperation : IOperatable<User>
{public void Add(User data){Debug.Log($"添加用户：{data.Name}");}public User GetById(int id){return new User { Id = id, Name = "测试用户" };}public void Update(User data){Debug.Log($"更新用户：{data.Name}");}public void Delete(int id){Debug.Log($"删除用户 ID：{id}");}
}
public class Test3 : MonoBehaviour
{public void Start(){UserOperation user = new UserOperation();user.Add(new User { Id = 1, Name = "测试用户" });user.Update(new User { Id = 2, Name = "测试用户" });Debug.Log(user.GetById(2).Name);user.Delete(2);}
}

3.4.泛型委托

泛型委托允许定义可接受不同类型参数的委托，用于传递具有通用逻辑的方法。

public class Student
{public int Id { get; set; }public string Name { get; set; }public int Age { get; set; }
}
/// <summary>
/// 选择委托
/// 返回数据类型T的属性Tkey的值
/// </summary>
/// <typeparam name="T">数据类型</typeparam>
/// <typeparam name="Tkey">数据类型T的字段</typeparam>
/// <returns>选择的属性</returns>
public delegate TKey SelectHandler<T, TKey>(T t);
public class Test4 : MonoBehaviour
{private void Start(){//int[]int[] intArray = { 4, 1, 5, 0 };SortTestByProperty(intArray, (value) => { return value; });//string[]string[] stringArray = { "2", "a", "ab", "hello", "0" };SortTestByProperty(stringArray, (value) => { return value; });//Student[]Student[] studentArray ={new Student(){ Id=1001,Name="张三",Age=20 },new Student(){ Id=1003,Name="李四",Age=18 },new Student(){ Id=1002,Name="赵六",Age=21 },new Student(){ Id=1000,Name="王五",Age=19 }};SortTestByProperty(studentArray, (studentArray) => { return studentArray.Id; });SortTestByProperty(studentArray, (studentArray) => { return studentArray.Name; });SortTestByProperty(studentArray, (studentArray) => { return studentArray.Age; });}private void SortTestByProperty<T, Tkey>(T[] array, SelectHandler<T, Tkey> selectHandler)where Tkey : IComparable<Tkey>{Debug.Log(array.GetType() + "测试：");PrintSortedArray(array, selectHandler);}private void PrintSortedArray<T, Tkey>(T[] array, SelectHandler<T, Tkey> selectHandler)where Tkey : IComparable<Tkey>{string sortedStr = "";for (int i = 0; i < array.Length; i++){sortedStr += selectHandler(array[i]).ToString() + " ";}Debug.Log(sortedStr);}
}

想要详细了解实现通用的排序功能可以参考【一文读懂】C#如何实现通用的排序功能

4.泛型约束

泛型约束用于限制泛型类型参数的范围，确保类型参数满足特定条件（如继承自某个类、实现某个接口、具有特定构造函数等）。通过约束，可以让泛型代码更安全、更灵活，避免因类型参数不符合预期而导致的运行时错误。

常用泛型约束

约束	说明
基类约束（where T : 基类名）	要求类型参数T必须是指定基类或其派生类
接口约束（where T : 接口名）	要求类型参数T必须实现指定接口
引用类型约束（where T : class）	要求类型参数T必须是引用类型（如类、接口、委托等，不能是值类型如int、struct）
值类型约束（where T : struct）	要求类型参数T必须是非空值类型（如int、struct、enum，但不能是nullable值类型如int?）
无参构造函数约束（where T : new()）	要求类型参数T必须具有公共无参构造函数（包括编译器自动生成的默认构造函数。当与其他约束一起使用时，new()约束必须最后指定
泛型参数约束（where T : U）	要求类型参数T必须是另一个泛型参数U或其派生类型（常用于关联多个泛型参数）

可单独使用，也可同时指定多个约束（用逗号分隔），实现更精确的限制。

//基类
public class Animal 
{ public void Eat() { }
}
//派生类
public class Dog : Animal { }
public class Cat : Animal { }//泛型类：基类约束，约束T必须继承自Animal
public class AnimalCare<T> where T : Animal
{public void Feed(T animal){animal.Eat();}
}
public class Test5:MonoBehaviour
{private void Start(){//使用：正确（Dog/Cat是Animal的子类）var dogCare = new AnimalCare<Dog>();var catCare = new AnimalCare<Cat>();//编译时报错（string不是Animal的子类）var error = new AnimalCare<string>();}
}