C#泛型:高级静态语言的效率利器
文章目录
- 引入
- 类型约束
- 子类泛型
- 常用的泛型数据结构
前文提要:
- 💎超快速成,零基础掌握C#开发中最重要的概念
- 💎抽丝剥茧,C#面向对象快速上手
- 💎Winform,最友好的桌面GUI框架
- 💎懂了委托,才算真正入门C#
引入
所谓泛型,就是创建一个函数,对所有数据类型都生效。最常见的例子就是运算符,毕竟1+1=2
,1.0+1.0=2.0
,足以看出+
是对多种数据类型起作用的。
但是,如想创建一个函数add(int a, int b)
,那么输入add(1.0, 1.0)
是肯定要报错的,VS直接就给标红了。
泛型的出现,就很好地解决了这个尴尬的问题
T add<T>(T a, T b)
{dynamic d1 = a;dynamic d2 = b;return (T)(d1 + d2);
}Console.WriteLine(add<int>(1, 1));
Console.WriteLine(add<double>(1.0, 1.0));
上面代码中,T
表示某种数据类型,在调用函数add
时,根据add
后面的<>
加以声明。
但如果就此就写return a+b
显然也是不行的,因为+
这种运算符并没有对T
进行重载,编辑器并不会允许两种未知的类型相加。
这个时候就需要用到dynamic
,用来让编辑器放弃类型检查,将任何可能发生的错误都留给运行阶段。
最后,运行结果为
2
2
类型约束
dynamic
用着确实爽,但后果就是责任自负,这玩意要是用在团队协作的场合,简直就是灾难,毕竟并非所有对象都可以驾驭加法。
所以,C#的泛型,是可以被约束的泛型,关键就是where
,将上述代码写为
T add<T>(T a, T b) where T : struct{dynamic d1 = a;dynamic d2 = b;return (T)(d1 + d2);
}
where T : struct
表示T
必须是数值类型的一种,所以编译器的类型检查仍会发挥作用,在调用add
时,如果T
不是数值类型,就会报错。
C#一共有5种约束方案,列表如下
类别 | 条件 |
---|---|
struct | T必须是值类型 |
class | T必须是引用类型 |
new() | T必须有无参数的构造函数 |
基类名 | T必须是基类或派生自基类 |
接口名 | T必须是指定接口 |
裸类型 |
不同类型的约束,或相同类型不同种类的约束,一般是可以混用的,如果不能混用,编译器会提醒。比如struct
几乎不能和其他类型混用。如果new()
参与了约束,则放在最后。
子类泛型
除了函数可以采用泛型,类当然也可以,不仅可以,而且还能继承。
class MyList<T>
{public T[] a;public MyList(){} //无参数的构造函数,用于继承public MyList(int n){a = new T[n];}public T this[int index]{get => a[index];set => a[index] = value;}}
MyList
相当于是给数组套了一层壳,其构造函数并不存在什么难以理解的地方,唯一有些问题的可能是下面的索引器public T this[int index]
,这种写法可以实现方括号形式的索引。
可以测试一下
var a = new MyList<int>(5);
for (int i = 0; i < 5; i++)
{a[i] = i;Console.WriteLine(a[i]);
}
结果就不粘贴了,接下来新建一个子类
class MyStack<T> : MyList<T>
{public MyStack(int n){a = new T[n];}public T Pop(){T p = a[a.Length- 1];a = a[0..(a.Length-1)];return p;}
}
然后测试一下
var a = new MyStack<int>(3);
for (int i = 0; i < 3; i++)
{a[i] = i;
}for (int i = 0; i < 3; i++)
{Console.WriteLine(a.Pop());
}
结果为
2
1
0
常用的泛型数据结构
C#通过泛型定义了很多数据结构,例如在讲解switch...case
时提到的字典
Dictionary<int, string> card = new Dictionary<int, string>
{{1,"A" },{11, "J" },{12, "Q" },{13, "K" }
};
这种<U, V>
的写法,正是泛型的特点,其中U, V
就是可以随意声明的变量。如果查看字典的类型参数,可以发现其定义方法是这样的
public class Dictionary<TKey, TValue> : ICollection<KeyValuePair<TKey, TValue>>, ... where TKey : notnull
考虑到本节并不是为了将面向对象,所以字典继承的那一大坨类就省略了,关键是where Tkey:notnull
,也就是说,字典对键值对的要求只有一个,就是键不得为null
。
除了字典之外,还有一些常见的数据结构采用了泛型,列表如下,没事儿可以练习练习。
数据结构 | 说明 | 常用方法 |
---|---|---|
List<T> | 泛型列表 | Add, Remove, RemoveAt |
LinkedList<T> | 双端链表 | AddFirst, AddLast, RemoveFirst, RemoveLast |
Queue<T> | 先进先出列表 | Enqueue, Dequeue |
Stack<T> | 栈,先进后出 | Push, Pop |
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