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一.基本概念

  • 泛型(Generics):允许在定义类、接口、方法时使用类型参数,使用时指定具体类型,提升代码复用性和类型安全。

  • 核心思想:延迟类型的具体化,直到使用时才明确类型

二.泛型的作用

  • 类型安全:编译时检查类型,避免运行时错误(如ArrayList需要强制转换)。

  • 性能优化:避免值类型的装箱拆箱(如List<int>直接操作值类型)。

  • 代码复用:一套逻辑适应多种数据类型。

三.泛型默认

  • 命名规范:通常以T开头(如TKeyTValue),支持多个参数(如Dictionary<TKey, TValue>)。

  • 默认值default(T)根据类型返回null(引用类型)或零值(值类型)。

  • 类型推断:编译器根据参数自动推断泛型类型,简化代码。

四.泛型类型

  • 泛型类:
public class MyList<T> {private T[] _items;public void Add(T item) { /* ... */ }
}
// 使用
var intList = new MyList<int>();
  • 泛型接口:
public interface IRepository<T> {T GetById(int id);
}
  • 泛型方法:
public void Swap<T>(ref T a, ref T b) {T temp = a;a = b;b = temp;
}
// 类型推断
int x = 1, y = 2;
Swap(ref x, ref y); // 无需显式指定<int>

五.泛型约束

  • 约束(Constraints):限制类型参数的允许范围,增强类型可控性。
where T : struct       // T必须是值类型
where T : class        // T必须是引用类型
where T : new()        // T必须有无参构造函数
where T : MyBaseClass  // T必须继承自MyBaseClass
where T : IMyInterface // T必须实现IMyInterface
where T : U            // T必须派生自另一个类型参数U(裸类型约束)

六.泛型与继承

  • 泛型基类:派生类可继承泛型基类并指定类型参数。
public class Derived<T> : Base<T> { /* ... */ }
public class IntDerived : Base<int> { /* ... */ } // 部分关闭类型
  • 静态成员:每个封闭类型(如MyClass<int>MyClass<string>)拥有独立的静态成员。

七.协变与逆变

  • 协变(out:允许使用派生程度更高的类型(子类→父类)。
IEnumerable<string> strings = new List<string>();
IEnumerable<object> objects = strings; // 协变
  • 逆变(in:允许使用派生程度更低的类型(父类→子类)。
Action<object> actObject = obj => Console.WriteLine(obj);
Action<string> actString = actObject; // 逆变
  • 限制:仅适用于接口和委托,且类型参数需标记outin

八.应用场景

  • 集合类List<T>Dictionary<TKey, TValue>

  • 通用算法:如排序、比较、过滤等。 

public static T Max<T>(T a, T b) where T : IComparable<T> => a.CompareTo(b) > 0 ? a : b;
  • 工厂模式:创建通用对象工厂。
public class Factory<T> where T : new() {public T Create() => new T();
}

九. 高级特性

  • 泛型委托
public delegate TResult Func<T, TResult>(T arg);
  • 反射与泛型:使用MakeGenericType动态构造泛型类型。
Type openType = typeof(List<>);
Type closedType = openType.MakeGenericType(typeof(int));

十.注意事项

  • 避免过度泛型化:增加代码复杂度,需权衡可读性与灵活性。

  • 运行时类型信息:C#泛型在运行时保留类型信息(与Java类型擦除不同),可通过typeof(T)获取。

  • 合理使用约束:避免过度限制类型参数的灵活性。

十一.实例代码

// 泛型类
public class Box<T> {public T Content { get; set; }
}// 泛型方法
public static T[] CreateArray<T>(int size) where T : new() {T[] array = new T[size];for (int i = 0; i < size; i++) array[i] = new T();return array;
}// 协变与逆变示例
IEnumerable<string> strings = new List<string> { "a", "b" };
IEnumerable<object> objects = strings; // 协变Action<object> logObject = obj => Console.WriteLine(obj);
Action<string> logString = logObject; // 逆变
logString("Hello"); // 输出Hello

http://www.dtcms.com/wzjs/129930.html

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