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  • 2019-06-18 21:31 来源:未知

  今天我来学习泛型,泛型是编程入门学习的基础类型,从.net诞生2.0开始就出现了泛型,今天我们开始学习泛型的语法和使用。

  什么是泛型?

  泛型(generic)是C#语言2.0和通用语言运行时(CLR)的一个新特性。泛型为.NET框架引入了类型参数(type parameters)的概念。类型参数使得设计类和方法时,不必确定一个或多个具体参数,其的具体参数可延迟到客户代码中声明、实现。这意味着使用泛型的类型参数T,写一个类MyList,客户代码可以这样调用:MyList, MyList或 MyList。这避免了运行时类型转换或装箱操作的代价和风险。

  上面是官方腔调,我说人话:泛型就是为了满足不同类型,相同代码的重用!

?

  为什么要有泛型?

  下面我们举例子来讲解为什么会要泛型,以下我列举了三个例子来讲解:

   我们列举了ShowInt,ShowString,ShowDatatime三个方法,如果我们在程序中每封装一个方法有不同参数,就要像下面这样写一个函数的话,代码会变得很累赘,在调用的时候必须传递吻合的参数,所以不得不写出了3个方法,那有没有好的方法来解决这样的问题呢?答案是当然有,微软是很聪明的,倾听小满哥慢慢来讲。

复制代码
        /// 
        /// 打印个int值/// 
        /// 
        public static void ShowInt(int iParameter)
        {
            Console.WriteLine("This is {0},parameter={1},type={2}",
                typeof(CommonMethod).Name, iParameter.GetType().Name, iParameter);
        }

        /// 
        /// 打印个string值/// 
        /// 
        public static void ShowString(string sParameter)
        {
            Console.WriteLine("This is {0},parameter={1},type={2}",
                typeof(CommonMethod).Name, sParameter.GetType().Name, sParameter);
        }

        /// 
        /// 打印个DateTime值/// 
        /// 
        public static void ShowDateTime(DateTime dtParameter)
        {
            Console.WriteLine("This is {0},parameter={1},type={2}",
                typeof(CommonMethod).Name, dtParameter.GetType().Name, dtParameter);
        }
     
     定义一些测试变量

      int iValue = 123;
      string sValue = "456";
      DateTime dtValue = DateTime.Now;
      object oValue = "789";

      普通方式调用演示
      ShowInt(iValue);
      ShowInt(sValue);//这样不行类型必须吻合
      ShowString(sValue);
      ShowDateTime(dtValue);

复制代码

  在.net 1.0的时候微软出现了object这个概念,下面有一个方法ShowObject,你们就会发现不管参数是int srtring datetime 我们都可以调用ShowObject来操作实现,那为什么会这样呢?

  1:Object类型是一切类型的父类。

  2:任何父类出现的地方,都可以用子类来代替。

出现这个基本满足了开发人员的一些需求,在.net1.0和1.1的时候,这个时候还没有泛型就用object代替。

复制代码
        /// 
        /// 打印个object值
        /// 1 object类型是一切类型的父类
        /// 2 任何父类出现的地方,都可以用子类来代替
        /// .Net Framework 1.0 1.1
        /// 
        /// 
        public static void ShowObject(object oParameter)
        {
            Console.WriteLine("This is {0},parameter={1},type={2}",
                typeof(CommonMethod), oParameter.GetType().Name, oParameter);
        } 
     定义一些测试变量

      int iValue = 123;
      string sValue = "456";
      DateTime dtValue = DateTime.Now;
      object oValue = "789";

     object方式调用演示

      ShowObject(oValue);
      ShowObject(iValue);
      ShowObject(sValue);
      ShowObject(dtValue);


	
复制代码

?

  接着吹牛比,劳动人民的智慧还是很屌的,经过之前的经历在.net2.0的时候,微软让主角登场了"泛型",当然同时出现的还有“线程池”这个我们先不讲,回到正轨什么是泛型?你们在开发的时候有没有用过List这个集合?这个就是泛型,深化下直接举个栗子吧,下面我写一个例子Show(T tParameter)看下泛型的写法:

  有个毛用?下面这个方法也可以向上面ShowObject一样,你们会发现不管参数是int srtring datetime 我们也可以调用Show(T tParameter)来操作实现,替换了ShowObject这个方法的实现,具备了满足了不同参数类型的方法实现,更适用性,泛型方法声明的时候,没有指定类型,而是调用的时候指定,具有延迟声明和延迟思想,这个思想对我们在开发框架的时候灰常有用,不得不说老外这点还是很几把厉害(还是我们被洗脑了?也许吧,我相信等中文编程语言出来估计会更屌,中华文化博大精深嘛),现在小伙伴们是不是大概了解泛型的基础作用了?

复制代码
        /// 
        /// 泛型方法声明的时候,没有指定类型,而是调用的时候指定
        /// 延迟声明:把参数类型的声明推迟到调用
        /// 延迟思想:推迟一切可以推迟的
        /// 
        /// 2.0泛型不是语法糖,而是由框架升级提供的功能
        /// 泛型方法性能上和普通方法差不多的/// 
        /// 
        /// 
        public static void Show(T tParameter)
        {
            Console.WriteLine("This is {0},parameter={1},type={2}",
                typeof(GenericMethod), tParameter.GetType().Name, tParameter.ToString());
        }
     调用演示

      Show(oValue);
      Show(iValue);
      Show(iValue);//可以去掉,自动推算
      Show(iValue);//必须匹配
      Show(sValue);
      Show(dtValue);

复制代码

    那问题来了,既然都可以实现为什么要用这个呢?我们做事凡事都要带着疑问去看待,有些事别人说好,但真的好不好我们要自己亲自试试才知道,我们最关注的的效率问题,下面是测试代码:

复制代码
     public static void Show()
        {
            Console.WriteLine("****************Monitor******************");
            {
                int iValue = 12345;
                long commonSecond = 0;
                long objectSecond = 0;
                long genericSecond = 0;

                {
                    Stopwatch watch = new Stopwatch();
                    watch.Start();
                    for (int i = 0; i < 100000000; i++)
                    {
                        ShowInt(iValue);
                    }
                    watch.Stop();
                    commonSecond = watch.ElapsedMilliseconds;
                }
                {
                    Stopwatch watch = new Stopwatch();
                    watch.Start();
                    for (int i = 0; i < 100000000; i++)
                    {
                        ShowObject(iValue);
                    }
                    watch.Stop();
                    objectSecond = watch.ElapsedMilliseconds;
                }
                {
                    Stopwatch watch = new Stopwatch();
                    watch.Start();
                    for (int i = 0; i < 100000000; i++)
                    {
                        Show<int>(iValue);
                    }
                    watch.Stop();
                    genericSecond = watch.ElapsedMilliseconds;
                }
                Console.WriteLine("commonSecond={0},objectSecond={1},genericSecond={2}"
                    , commonSecond, objectSecond, genericSecond);
            }
        }
复制代码

  结果如下:commonSecond=508,objectSecond=916,genericSecond=452? ?你会发现普通方法508ms,object方法916ms,泛型是452ms,其中object最慢,为什么最慢呢?因为object会经过一个装箱拆箱的过程,所以性能上会损失一些,但是在我看来这样上亿次这点损耗,算不了什么,但是可以证明泛型和普通类型速度是差不多的,这一点可以认可泛型还是性能挺好的,这个可以推荐使用泛型的理由之一。

  但泛型仅仅表现在这个层面吗?远远不止,我们用泛型远远不是为了提升刚刚那点性能,为什么要用泛型?答案来了,我们要用泛型就是为了满足不同类型,相同代码的重用,下面我继续举栗子:

   泛型的一些用法,泛型只有四种用途,泛型类,泛型接口,泛型委托,泛型方法,如下:

1
2
3
4
????public?class?GenericClass
????{
????????public?T Property {?get;?set; }
????}

   public interface IGenericInterface
  ? ?{

  ? ?}

   public delegate void DoNothing();

    调用演示

    List intList = new List();//原生态List类
    List stringList = new List();

    GenericClass iGenericClass = new GenericClass();
    iGenericClass.Property = 1;

    GenericClass sGenericClass = new GenericClass();
    sGenericClass.Property = "1233";

    DoNothing method = new DoNothing(() => { });

  ? 还有一种,别被吓到:T,S,Xiaomange这些语法,只是占位符别怕,你可以自己定义的,在你调用的时候确定类型就OK了,好了差不多能理解泛型了吧?再说一次泛型就是为了满足不同类型,相同代码的重用。

    public class ChildClassGeneric : GenericClass, IGenericInterface
    {

    }

  接下来我们来聊一聊拓展的一部分,好像泛型很吊的样子感觉什么都能用泛型类型代替,但是天下哪有那么好的事情,双刃剑的道理都懂,所以出现了泛型的约束这个紧箍咒。

  泛型的约束

  直接来代码:

  很简单的一个例子,接口ISports,IWork,People类,Japanese类等简单继承了一下,目前准备的一些代码。

复制代码
  public interface ISports
    {
        void Pingpang();
    }

    public interface IWork
    {
        void Work();
    }

    public class People
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }

        public void Hi()
        { }
    }

    public class Chinese : People, ISports, IWork
    {
        public void Tradition()
        {
            Console.WriteLine("仁义礼智信,温良恭俭让");
        }
        public void SayHi()
        {
            Console.WriteLine("吃了么?");
        }

        public void Pingpang()
        {
            Console.WriteLine("打乒乓球...");
        }

        public void Work()
        {
            throw new NotImplementedException();
        }
    }

    public class Hubei : Chinese
    {

        public Hubei(int id)
        {
        }
        public string Changjiang { get; set; }
        public void Majiang()
        {
            Console.WriteLine("打麻将啦。。");
        }
    }

    public class Japanese : ISports
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }

        public void Pingpang()
        {
            Console.WriteLine("打乒乓球...");
        }
        public void Hi()
        { }
    }
复制代码

  再来个调用类Constraint

复制代码
 public class Constraint
    {
        /// 
        /// 代码编译没问题,执行的时候才报错
        /// 代码安全问题
        /// 
        /// 
        public static void ShowObject(object oParameter)
        {
            Console.WriteLine("This is {0},parameter={1},type={2}",
                typeof(CommonMethod), oParameter.GetType().Name, oParameter);

            People people = (People)oParameter;

            Console.WriteLine(people.Id);//这里就不行了 代码安全问题,调用不到,但编译不会报错。
            Console.WriteLine(people.Name);
        }

        /// 
        /// 基类约束:
        /// 1 带来权力,可以使用基类里面的属性和方法
        /// 2 带来义务,类型参数必须是基类或者其子类
        /// 
        /// 
        /// 
        public static void Show(T tParameter)
            where T : People, ISports, new()//都是and 关系
        {
            Console.WriteLine("This is {0},parameter={1},type={2}",
                typeof(GenericMethod), tParameter.GetType().Name, tParameter.ToString());

            Console.WriteLine(tParameter.Id);
            Console.WriteLine(tParameter.Name);
            tParameter.Hi();
            tParameter.Pingpang();
            T t = new T();
        }

        public static void ShowPeople(People tParameter)
        {
            Console.WriteLine("This is {0},parameter={1},type={2}",
                typeof(GenericMethod), tParameter.GetType().Name, tParameter.ToString());

            Console.WriteLine(tParameter.Id);
            Console.WriteLine(tParameter.Name);
            tParameter.Hi();
            //tParameter.Pingpang();
        }

        public static T DoNothing(T tParameter)
            //where T : ISports//接口约束
            //where T : class//引用类型约束
            //where T : struct//值类型约束
            where T : new()//无参数构造函数约束
        {
            //tParameter.Pingpang();
            //return null;
            T t = new T();
            return default(T);//会根据T的类型,去产生一个默认值
        }
    }
复制代码

  有兴趣的可以测试下,用ShowObject的方法和泛型Show(T tParameter)调用来看差异,如果不加入约束,想调用参数的属性和方法,代码安全问题是调用不了的,会报错,但是加入基类约束之后是可以调用到的,所以泛型约束带来了权利,可以使用基类的属性和方法,但也带来义务,参数只能是基类和子类,又想马儿跑,又想马儿不吃草的事情是没有的,权利和义务是相对的,在享受权利的同时也会带来义务。

  其次,约束可以多重约束,然后即可作为参数约束也可以作为返回值约束,例如default(T)会根据泛型类型返回一个默认值,如果是无参数构造约束就可以类似这样写返回值T t=new T()。

  总之,我觉得泛型约束为了更灵活的满足不同条件的需求而产生的,就是我们在写一些固定的需求,约束叠加来完成我们的功能,同时不让泛型肆无忌惮。

        泛型约束范围如下:

约束

描述

where T: struct

类型参数必须为值类型。

where T : class

类型参数必须为引用类型。

where T : new()

类型参数必须有一个公有、无参的构造函数。当于其它约束联合使用时,new()约束必须放在最后。

where T :

类型参数必须是指定的基类型或是派生自指定的基类型。

where T :

类型参数必须是指定的接口或是指定接口的实现。可以指定多个接口约束。接口约束也可以是泛型的。

  好了泛型的约束的先说到这,继续套底子,了解到的都倒出来。

?

  逆变和协变

  逆变和协变不知道有没有小伙伴熟悉的,我开始是不知道这个的,第一次看到也是一脸懵逼,到现在也有点迷糊,能不能讲清楚看造化了,哈哈

   继续举栗子:

//协变
public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable
//逆变
public delegate void Action(T obj);

  这段代码是不是很熟悉?里面有个Out T 还有 in T,这里的Out 不是我们熟悉的参数返回Out,ref的作用,是协变专用的,逆变和协变指出现在接口或者委托泛型前面,

  In只能作为参数传入,Out只能作为参数传出。

  下面来个代码  

  

复制代码
    public class Bird
    {
        public int Id { get; set; }
    }
    public class Sparrow : Bird
    {
        public string Name { get; set; }
    }

      调用实例
      IEnumerable<int> intList = new List<int>();
      Action<int> iAction = null;
               
       Bird bird1 = new Bird();
       Bird bird2 = new Sparrow();//左边是父类  右边是子类
       Sparrow sparrow1 = new Sparrow();
        //Sparrow sparrow2 = new Bird();//不是所有的鸟,都是麻雀
        

        List birdList1 = new List();//一群鸟 是一群鸟
        //List birdList2 = new List();//一群麻雀难道不是一群鸟  ? 不是的,没有父子关系
        List birdList3 = new List().Select(c => (Bird)c).ToList();//这里使用别扭了,明明知道但就是不能这样写
复制代码

  以上代码发现问题了吗?很明显出现了一些不和谐的地方,我们换个方式如下:?

复制代码
      
      
复制代码
   /// 
    /// 逆变:只能修饰传入参数
    /// 
    /// 
    public interface ICustomerListIn<in T>
    {
        //T Get();

        void Show(T t);
    }

    public class CustomerListIn : ICustomerListIn
    {
        //public T Get()
        //{
        //    return default(T);
        //}

        public void Show(T t)
        {
        }
    }

    /// 
    /// out 协变 只能是返回结果
    /// 
    /// 
    public interface ICustomerListOut<out T>
    {
        T Get();

        //void Show(T t);//不能做参数
    }

    public class CustomerListOut : ICustomerListOut
    {
        public T Get()
        {
            return default(T);
        }

        //public void Show(T t)
        //{

        //}
    }
复制代码

?

          
        {//协变:接口泛型参数加了个out,就是为了解决刚才的不和谐
                IEnumerable birdList1 = new List();
                IEnumerable birdList2 = new List();

                //Func func = new Func(() => null);

                ICustomerListOut customerList1 = new CustomerListOut();
                ICustomerListOut customerList2 = new CustomerListOut();
            }

            {//逆变
                ICustomerListIn customerList2 = new CustomerListIn();
                ICustomerListIn customerList1 = new CustomerListIn();

                //customerList1.Show()

                ICustomerListIn birdList1 = new CustomerListIn();
                birdList1.Show(new Sparrow());
                birdList1.Show(new Bird());

                Action act = new Action((Bird i) => { });
            }
复制代码

  这样可以了,协变IEnumerable加入协变Out 左边是个父类,右边可以是子类,逆变In 左边是个字类,右边也可以是父类,下面这段就更晕了,稍微看下吧。

       {
                IMyList myList1 = new MyList();
                IMyList myList2 = new MyList();//协变
                IMyList myList3 = new MyList();//逆变
                IMyList myList4 = new MyList();//协变+逆变
            }

  总结下原理:泛型在JIT编译时指定具体类型,同一个泛型类,不同的类型参数,其实会变成不用的类型。

  我走的很慢,但从不后退!

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