泛型的优点

在公共语言运行库和 C# 语言的早期版本中，通用化是通过在类型与通用基类型 Object 之间进行强制转换来实现的，泛型提供了针对这种限制的解决方案。通过创建泛型类，您可以创建一个在编译时类型安全的集合。

使用非泛型集合类的限制可以通过编写一小段程序来演示，该程序利用 .NET Framework 类库中的 ArrayList 集合类。ArrayList 是一个使用起来非常方便的集合类，无需进行修改即可用来存储任何引用或值类型。

// The .NET Framework 1.1 way to create a list:
System.Collections.ArrayList list1 = new System.Collections.ArrayList();
list1.Add(3);
list1.Add(105);

System.Collections.ArrayList list2 = new System.Collections.ArrayList();
list2.Add("It is raining in Redmond.");
list2.Add("It is snowing in the mountains.");

 

但这种方便是需要付出代价的。添加到 ArrayList 中的任何引用或值类型都将隐式地向上强制转换为 Object。如果项是值类型，则必须在将其添加到列表中时进行装箱操作，在检索时进行取消装箱操作。强制转换以及装箱和取消装箱操作都会降低性能；在必须对大型集合进行循环访问的情况下，装箱和取消装箱的影响非常明显。

另一个限制是缺少编译时类型检查；因为 ArrayList 会将所有项都强制转换为 Object，所以在编译时无法防止客户端代码执行类似如下的操作：

System.Collections.ArrayList list = new System.Collections.ArrayList();
// Add an integer to the list.
list.Add(3);
// Add a string to the list. This will compile, but may cause an error later.
list.Add("It is raining in Redmond.");

int t = 0;
// This causes an InvalidCastException to be returned.
foreach (int x in list)
{
    t += x;
}

 

尽管将字符串和 ints 组合在一个 ArrayList 中的做法在创建异类集合时是完全可接受的，并且有时需要有意为之，但这种做法很可能产生编程错误，并且直到运行时才能检测到此错误。

在 C# 语言的 1.0 和 1.1 版本中，只能通过编写自己的特定于类型的集合来避免 .NET Framework 基类库集合类中的通用代码的危险。当然，由于此类不可对多个数据类型重用，因此将丧失通用化的优点，并且您必须对要存储的每个类型重新编写该类。

ArrayList 和其他相似类真正需要的是：客户端代码基于每个实例指定这些类要使用的具体数据类型的方式。这样将不再需要向上强制转换为 T:System.Object，同时，也使得编译器可以进行类型检查。换句话说，ArrayList 需要一个类型参数。这正是泛型所能提供的。在 N:System.Collections.Generic 命名空间的泛型 List<(Of <(T>)>) 集合中，向集合添加项的操作类似于以下形式：

// The .NET Framework 2.0 way to create a list
List<int> list1 = new List<int>();

// No boxing, no casting:
list1.Add(3);

// Compile-time error:
// list1.Add("It is raining in Redmond.");

 

对于客户端代码，与 ArrayList 相比，使用 List<(Of <(T>)>) 时添加的唯一语法是声明和实例化中的类型参数。虽然这种方式稍微增加了编码的复杂性，但好处是您可以创建一个比 ArrayList 更安全并且速度更快的列表，对于列表项是值类型的情况尤为如此。