C#泛型编程Word格式文档下载.docx

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this.obj=obj;

输出结果是：

int:

2

helloworld

程序分析：

1、Test是一个泛型类。

T是要实例化的范型类型。

如果T被实例化为int型，那么成员变量obj就是int型的，如果T被实例化为string型，那么obj就是string类型的。

2、根据不同的类型，上面的程序显示出不同的值。

C#泛型机制：

C#泛型能力有CLR在运行时支持：

C#泛型代码在编译为IL代码和元数据时，采用特殊的占位符来表示范型类型，并用专有的IL指令支持泛型操作。

而真正的泛型实例化工作以“on-demand”的方式，发生在JIT编译时。

看看刚才的代码中Main函数的元数据

.methodprivatehidebysigstaticvoidMain（string[]args）cilmanaged

.entrypoint

//Codesize79（0x4f）

.maxstack2

.localsinit（[0]int32obj,

[1]classCSharpStudy1.Test`1<

int32>

test,

[2]stringobj2,

[3]classCSharpStudy1.Test`1<

test1）

IL_0000:

nop

IL_0001:

ldc.i4.2

IL_0002:

stloc.0

IL_0003:

ldloc.0

IL_0004:

newobjinstancevoidclassCSharpStudy1.Test`1<

:

.ctor（!

0）

IL_0009:

stloc.1

IL_000a:

ldstr"

IL_000f:

ldloc.1

IL_0010:

ldfld!

0classCSharpStudy1.Test`1<

obj

IL_0015:

box[mscorlib]System.Int32

IL_001a:

callstring[mscorlib]System.String:

Concat（object,

object）

IL_001f:

callvoid[mscorlib]System.Console:

WriteLine（string）

IL_0024:

IL_0025:

IL_002a:

stloc.2

IL_002b:

ldloc.2

IL_002c:

IL_0031:

stloc.3

IL_0032:

IL_0037:

ldloc.3

IL_0038:

IL_003d:

Concat（string,

string）

IL_0042:

IL_0047:

IL_0048:

callint32[mscorlib]System.Console:

Read（）

IL_004d:

pop

IL_004e:

ret

}//endofmethodProgram:

Main

再来看看Test类中构造函数的元数据

.methodpublichidebysigspecialnamertspecialname

instancevoid.ctor（!

Tobj）cilmanaged

//Codesize17（0x11）

.maxstack8

ldarg.0

callinstancevoid[mscorlib]System.Object:

.ctor（）

IL_0006:

IL_0007:

IL_0008:

ldarg.1

stfld!

0classConsoleCSharpTest1.Test`1<

!

}//endofmethodTest`1:

.ctor

1、第一轮编译时，编译器只为Test<

类型产生“泛型版”的IL代码与元数据——并不进行泛型的实例化，T在中间只充当占位符。

例如：

Test类型元数据中显示的<

2、JIT编译时，当JIT编译器第一次遇到Test<

时，将用int替换“范型版”IL代码与元数据中的T——进行泛型类型的实例化。

Main函数中显示的<

3、CLR为所有类型参数为“引用类型”的泛型类型产生同一份代码；

但是如果类型参数为“值类型”，对每一个不同的“值类型”，CLR将为其产生一份独立的代码。

因为实例化一个引用类型的泛型，它在内存中分配的大小是一样的，但是当实例化一个值类型的时候，在内存中分配的大小是不一样的。

C#泛型特点：

1、如果实例化泛型类型的参数相同，那么JIT编辑器会重复使用该类型，因此C#的动态泛型能力避免了C++静态模板可能导致的代码膨胀的问题。

2、C#泛型类型携带有丰富的元数据，因此C#的泛型类型可以应用于强大的反射技术。

3、C#的泛型采用“基类、接口、构造器，值类型/引用类型”的约束方式来实现对类型参数的“显示约束”，提高了类型安全的同时，也丧失了C++模板基于“签名”的隐式约束所具有的高灵活性

C#泛型继承：

C#除了可以单独声明泛型类型（包括类与结构）外，也可以在基类中包含泛型类型的声明。

但基类如果是泛型类，它的类型要么以实例化，要么来源于子类（同样是泛型类型）声明的类型参数，看如下类型

classC<

U,V>

classD:

C<

string,int>

classE<

classF<

classG:

//非法

E类型为C类型提供了U、V，也就是上面说的来源于子类

F类型继承于C<

，个人认为可以看成F继承一个非泛型的类

G类型为非法的，因为G类型不是泛型，C是泛型，G无法给C提供泛型的实例化

泛型类型的成员：

泛型类型的成员可以使用泛型类型声明中的类型参数。

但类型参数如果没有任何约束，则只能在该类型上使用从System.Object继承的公有成员。

如下图：

泛型接口：

泛型接口的类型参数要么已实例化，要么来源于实现类声明的类型参数

泛型委托：

泛型委托支持在委托返回值和参数上应用参数类型，这些参数类型同样可以附带合法的约束

delegateboolMyDelegate<

（Tvalue）;

classMyClass

staticboolF（inti）{...}

staticboolG（strings）{...}

staticvoidMain（）

{

MyDelegate<

p2=G;

p1=newMyDelegate<

（F）;

}

泛型方法：

1、C#泛型机制只支持“在方法声明上包含类型参数”——即泛型方法。

2、C#泛型机制不支持在除方法外的其他成员（包括属性、事件、索引器、构造器、析构器）的声明上包含类型参数，但这些成员本身可以包含在泛型类型中，并使用泛型类型的类型参数。

3、泛型方法既可以包含在泛型类型中，也可以包含在非泛型类型中。

泛型方法声明：

如下

publicstaticintFunctionName<

（Tvalue）{...}

泛型方法的重载：

publicvoidFunction1<

（Ta）;

U>

（Ua）;

这样是不能构成泛型方法的重载。

因为编译器无法确定泛型类型T和U是否不同，也就无法确定这两个方法是否不同

（intx）;

publicvoidFunction1（intx）;

这样可以构成重载

（Tt）whereT:

A;

B;

这样不能构成泛型方法的重载。

因为编译器无法确定约束条件中的A和B是否不同，也就无法确定这两个方法是否不同

泛型方法重写：

在重写的过程中，抽象类中的抽象方法的约束是被默认继承的。

如下：

abstractclassBase

publicabstractTF<

T,U>

（Tt,Uu）whereU:

T;

publicabstractTG<

IComparable;

classMyClass:

Base

publicoverrideXF<

X,Y>

（Xx,Yy）{...}

publicoverrideTG<

IComparable{}

对于MyClass中两个重写的方法来说

F方法是合法的，约束被默认继承

G方法是非法的，指定任何约束都是多余的

泛型约束：

1、C#泛型要求对“所有泛型类型或泛型方法的类型参数”的任何假定，都要基于“显式的约束”，以维护C#所要求的类型安全。

2、“显式约束”由where子句表达，可以指定“基类约束”，“接口约束”，“构造器约束”，“值类型/引用类型约束”共四种约束。

3、“显式约束”并非必须，如果没有指定“显式约束”，范型类型参数将只能访问System.Object类型中的公有方法。

在开始的例子中，定义的那个obj成员变量。

比如我们在开始的那个例子中加入一个Test1类，在它当中定义两个公共方法Func1、Func2，如下图：

下面就开始分析这些约束：

基类约束：

classA

publicvoidFunc1（）

{}

classB

publicvoidFunc2（）

classC<

S,T>

whereS:

A

whereT:

B

publicC（Ss,Tt）

//S的变量可以调用Func1方法

s.Func1（）;

//T的变量可以调用Func2方法

t.Func2（）;

接口约束：

interfaceIA<

TFunc1（）;

interfaceIB

voidFunc2（）;

interfaceIC<

TFunc3（）;

classMyClass<

T,V>

IA<

whereV:

IB,IC<

V>

publicMyClass（Tt,Vv）

//T的对象可以调用Func1

t.Func1（）;

//V的对象可以调用Func2和Func3

v.Func2（）;

v.Func3（）;

构造器约束：

publicA（）

publicB（inti）

new（）

Tt;

publicC（）

t=newT（）;

classD

publicvoidFunc（）

A>

c=newC<

（）;

B>

d=newC<

d对象在编译时报错：

ThetypeBmusthaveapublicparameterlessconstructorinordertouseitasparameter'

T'

inthegenerictypeormethodC<

注意：

C#现在只支持无参的构造器约束

此时由于我们为B类型写入了一个有参构造器，使得系统不会再为B自动创建一个无参的构造器，但是如果我们将B类型中加一个无参构造器，那么对象d的实例化就不会报错了。

B类型定义如下：

classB

publicB（）

值类型/引用类型：

publicstructA{}

publicclassB{}

publicclassC<

struct

c1=newC<

c2=newC<

c2对象在编译时报错：

Thetype'

B'

mustbeanon-nullablevaluetypeinordertouseitasparameter'

inthegenerictypeormethor'

'

总结：

1、C#的泛型能力由CLR在运行时支持，它既不同于C++在编译时所支持的静态模板，也不同于Java在编译器层面使用“擦拭法”支持的简单的泛型。

2、C#的泛型支持包括类、结构、接口、委托四种泛型类型，以及方法成员。

3、C#的泛型采用“基类，接口，构造器，值类型/引用类型”的约束方式来实现对类型参数的“显式约束”，它不支持C++模板那样的基于签名的隐式约束。