深入解析C#中的泛型類與泛型接口

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C#教程|點擊：次

泛型類

泛型類封裝不是特定于具體數據類型的操作。泛型類最常用于集合，如鏈接列表、哈希表、堆棧、隊列、樹等。像從集合中添加和移除項這樣的操作都以大體上相同的方式執(zhí)行，與所存儲數據的類型無關。
對于大多數需要集合類的方案，推薦的方法是使用 .NET Framework 類庫中所提供的類。

一般情況下，創(chuàng)建泛型類的過程為：從一個現有的具體類開始，逐一將每個類型更改為類型參數，直至達到通用化和可用性的最佳平衡。創(chuàng)建您自己的泛型類時，需要特別注意以下事項：
將哪些類型通用化為類型參數。
通常，能夠參數化的類型越多，代碼就會變得越靈活，重用性就越好。但是，太多的通用化會使其他開發(fā)人員難以閱讀或理解代碼。
如果存在約束，應對類型參數應用什么約束。
一條有用的規(guī)則是，應用盡可能最多的約束，但仍使您能夠處理必須處理的類型。例如，如果您知道您的泛型類僅用于引用類型，則應用類約束。這可以防止您的類被意外地用于值類型，并允許您對 T 使用 as 運算符以及檢查空值。
是否將泛型行為分解為基類和子類。
由于泛型類可以作為基類使用，此處適用的設計注意事項與非泛型類相同。請參見本主題后面有關從泛型基類繼承的規(guī)則。
是否實現一個或多個泛型接口。

例如，如果您設計一個類，該類將用于創(chuàng)建基于泛型的集合中的項，則可能必須實現一個接口，如 IComparable<T>，其中 T 是您的類的類型。

類型參數和約束的規(guī)則對于泛型類行為有幾方面的含義，特別是關于繼承和成員可訪問性。您應當先理解一些術語，然后再繼續(xù)進行。對于泛型類 Node<T>，客戶端代碼可通過指定類型參數來引用該類，以便創(chuàng)建封閉式構造類型 (Node<int>)?；蛘呖梢宰岊愋蛥堤幱谖粗付顟B(tài)（例如在指定泛型基類時）以創(chuàng)建開放式構造類型 (Node<T>)。泛型類可以從具體的、封閉式構造或開放式構造基類繼承：

class BaseNode { }
class BaseNodeGeneric<T> { }

// concrete type
class NodeConcrete<T> : BaseNode { }

//closed constructed type
class NodeClosed<T> : BaseNodeGeneric<int> { }

//open constructed type 
class NodeOpen<T> : BaseNodeGeneric<T> { }

非泛型類（換句話說，即具體類）可以從封閉式構造基類繼承，但無法從開放式構造類或類型參數繼承，因為在運行時客戶端代碼無法提供實例化基類所需的類型參數。

//No error
class Node1 : BaseNodeGeneric<int> { }

//Generates an error
//class Node2 : BaseNodeGeneric<T> {}

//Generates an error
//class Node3 : T {}

從開放式構造類型繼承的泛型類必須為任何未被繼承類共享的基類類型參數提供類型變量，如以下代碼所示：

class BaseNodeMultiple<T, U> { }

//No error
class Node4<T> : BaseNodeMultiple<T, int> { }

//No error
class Node5<T, U> : BaseNodeMultiple<T, U> { }

//Generates an error
//class Node6<T> : BaseNodeMultiple<T, U> {}

從開放式構造類型繼承的泛型類必須指定約束，這些約束是基類型約束的超集或暗示基類型約束：

class NodeItem<T> where T : System.IComparable<T>, new() { }
class SpecialNodeItem<T> : NodeItem<T> where T : System.IComparable<T>, new() { }

泛型類型可以使用多個類型參數和約束，如下所示：

class SuperKeyType<K, V, U>
  where U : System.IComparable<U>
  where V : new()
{ }

開放式構造類型和封閉式構造類型可以用作方法參數：

void Swap<T>(List<T> list1, List<T> list2)
{
  //code to swap items
}

void Swap(List<int> list1, List<int> list2)
{
  //code to swap items
}

如果某個泛型類實現了接口，則可以將該類的所有實例強制轉換為該接口。
泛型類是不變的。也就是說，如果輸入參數指定 List<BaseClass>，則當您嘗試提供 List<DerivedClass> 時，將會發(fā)生編譯時錯誤。

泛型接口
為泛型集合類或表示集合中項的泛型類定義接口通常很有用。對于泛型類，使用泛型接口十分可取，例如使用 IComparable<T> 而不使用 IComparable，這樣可以避免值類型的裝箱和取消裝箱操作。.NET Framework 類庫定義了若干泛型接口，以用于 System.Collections.Generic 命名空間中的集合類。
將接口指定為類型參數的約束時，只能使用實現此接口的類型。下面的代碼示例顯示從 SortedList<T> 類派生的 GenericList<T> 類。
SortedList<T> 添加約束 where T : IComparable<T>。這將使 SortedList<T> 中的 BubbleSort 方法能夠對列表元素使用泛型 CompareTo 方法。在此示例中，列表元素為簡單類，即實現 Person 的 IComparable<Person>。

//Type parameter T in angle brackets.
public class GenericList<T> : System.Collections.Generic.IEnumerable<T>
{
  protected Node head;
  protected Node current = null;

  // Nested class is also generic on T
  protected class Node
  {
    public Node next;
    private T data; //T as private member datatype

    public Node(T t) //T used in non-generic constructor
    {
      next = null;
      data = t;
    }

    public Node Next
    {
      get { return next; }
      set { next = value; }
    }

    public T Data //T as return type of property
    {
      get { return data; }
      set { data = value; }
    }
  }

  public GenericList() //constructor
  {
    head = null;
  }

  public void AddHead(T t) //T as method parameter type
  {
    Node n = new Node(t);
    n.Next = head;
    head = n;
  }

  // Implementation of the iterator
  public System.Collections.Generic.IEnumerator<T> GetEnumerator()
  {
    Node current = head;
    while (current != null)
    {
      yield return current.Data;
      current = current.Next;
    }
  }

  // IEnumerable<T> inherits from IEnumerable, therefore this class 
  // must implement both the generic and non-generic versions of 
  // GetEnumerator. In most cases, the non-generic method can 
  // simply call the generic method.
  System.Collections.IEnumerator System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator()
  {
    return GetEnumerator();
  }
}

public class SortedList<T> : GenericList<T> where T : System.IComparable<T>
{
  // A simple, unoptimized sort algorithm that 
  // orders list elements from lowest to highest:

  public void BubbleSort()
  {
    if (null == head || null == head.Next)
    {
      return;
    }
    bool swapped;

    do
    {
      Node previous = null;
      Node current = head;
      swapped = false;

      while (current.next != null)
      {
        // Because we need to call this method, the SortedList
        // class is constrained on IEnumerable<T>
        if (current.Data.CompareTo(current.next.Data) > 0)
        {
          Node tmp = current.next;
          current.next = current.next.next;
          tmp.next = current;

          if (previous == null)
          {
            head = tmp;
          }
          else
          {
            previous.next = tmp;
          }
          previous = tmp;
          swapped = true;
        }
        else
        {
          previous = current;
          current = current.next;
        }
      }
    } while (swapped);
  }
}

// A simple class that implements IComparable<T> using itself as the 
// type argument. This is a common design pattern in objects that 
// are stored in generic lists.
public class Person : System.IComparable<Person>
{
  string name;
  int age;

  public Person(string s, int i)
  {
    name = s;
    age = i;
  }

  // This will cause list elements to be sorted on age values.
  public int CompareTo(Person p)
  {
    return age - p.age;
  }

  public override string ToString()
  {
    return name + ":" + age;
  }

  // Must implement Equals.
  public bool Equals(Person p)
  {
    return (this.age == p.age);
  }
}

class Program
{
  static void Main()
  {
    //Declare and instantiate a new generic SortedList class.
    //Person is the type argument.
    SortedList<Person> list = new SortedList<Person>();

    //Create name and age values to initialize Person objects.
    string[] names = new string[] 
    { 
      "Franscoise", 
      "Bill", 
      "Li", 
      "Sandra", 
      "Gunnar", 
      "Alok", 
      "Hiroyuki", 
      "Maria", 
      "Alessandro", 
      "Raul" 
    };

    int[] ages = new int[] { 45, 19, 28, 23, 18, 9, 108, 72, 30, 35 };

    //Populate the list.
    for (int x = 0; x < 10; x++)
    {
      list.AddHead(new Person(names[x], ages[x]));
    }

    //Print out unsorted list.
    foreach (Person p in list)
    {
      System.Console.WriteLine(p.ToString());
    }
    System.Console.WriteLine("Done with unsorted list");

    //Sort the list.
    list.BubbleSort();

    //Print out sorted list.
    foreach (Person p in list)
    {
      System.Console.WriteLine(p.ToString());
    }
    System.Console.WriteLine("Done with sorted list");
  }
}

可將多重接口指定為單個類型上的約束，如下所示：

class Stack<T> where T : System.IComparable<T>, IEnumerable<T>
{
}

一個接口可定義多個類型參數，如下所示：

interface IDictionary<K, V>
{
}

適用于類的繼承規(guī)則同樣適用于接口：

interface IMonth<T> { }

interface IJanuary   : IMonth<int> { } //No error
interface IFebruary<T> : IMonth<int> { } //No error
interface IMarch<T>  : IMonth<T> { }  //No error
//interface IApril<T> : IMonth<T, U> {} //Error

如果泛型接口為逆變的，即僅使用其類型參數作為返回值，則此泛型接口可以從非泛型接口繼承。在 .NET Framework 類庫中，IEnumerable<T> 從 IEnumerable 繼承，因為 IEnumerable<T> 只在 GetEnumerator 的返回值和 Current 屬性 getter 中使用 T。
具體類可以實現已關閉的構造接口，如下所示：

interface IBaseInterface<T> { }

class SampleClass : IBaseInterface<string> { }

只要類參數列表提供了接口必需的所有參數，泛型類便可以實現泛型接口或已關閉的構造接口，如下所示：

interface IBaseInterface1<T> { }
interface IBaseInterface2<T, U> { }

class SampleClass1<T> : IBaseInterface1<T> { }     //No error
class SampleClass2<T> : IBaseInterface2<T, string> { } //No error

上一篇：使用C#發(fā)送帶附件的電子郵件的方法的代碼示例分析

欄目：C#教程

下一篇：結合.net框架在C#派生類中觸發(fā)基類事件及實現接口事件

本文標題：深入解析C#中的泛型類與泛型接口

本文地址：http://mengdiqiu.com.cn/a1/C_jiaocheng/6720.html

更多C#教程

欧美大屁股bbbbxxxx,狼人大香伊蕉国产www亚洲,男ji大巴进入女人的视频小说,男人把ji大巴放进女人免费视频,免费情侣作爱视频

C#教程

深入解析C#中的泛型類與泛型接口

您可能感興趣的文章

閱讀排行

本欄相關

隨機閱讀