C#泛型(包括泛型抽象类的继承)

泛型
一、什么是泛型？
通过泛型可以定义类型安全类，而不会损害类型安全、性能或工作效率

二、实例化泛型
1、可以使用任何类型来声明和实例化
2、申明和实例话都必须用一个特定的类型来代替一般类型T
3、例子：
//原来写法
Public class Stack
{
object[] m_Items;
public void Push(object item)
{...}
public object Pop()
{...}
}
Stack stack = new Stack();
stack.Push(1);
int number = (int)stack.Pop();

//有了泛型后
Public class Stack <T>
{
T[] m_Items;
public void Push(T item)
{...}
public T Pop()
{...}
}
Stack <int> stack = new Stack <int> ();
stack.Push(1);
int number = (int)stack.Pop();

三：泛型的好处
1、一次性的开发、测试和部署代码，通过任何类型来重用它
2、编译器支持和类型安全
3、不会强行对值类型进行装箱和取消装箱，或者对引用类型进行向下强制类型转换，所以性能得到显著提高。
注：值类型大概可以提高200%，引用类型大概为100%

四：多个泛型
1、单个类型可以定义多个泛型

五：泛型别名
1、在文件头部使用using 为特定类型取别名，别名作用范围是整个文件
2、例子
using List = LinkedList <int,string> ;
class ListClient
{
static void Main(string[] args)
{
List list = new List();
list.AddHead(123, "AAA ");
}
}

五：泛型约束
(1)、派生约束
如：
public class LinkedList <K,T> where K:IComparable
{
T Find(K key)
{
if (str.Key.CompareTo(key) == 0)//只有实现这个接口才可比较
}
}

注意:
1、所有的派生约束必须放在类的实际派生列表之后
如：public class LinkedList <K,T> :IEnumerable <T> where K:IComparable <K>
{...}
2、一个泛型参数上可以约束多个接口（用逗号分隔）
public class LinkedList <K,T> where K:IComparable <K> ,IConvertible
3、在一个约束中最多只能使用一个基类
4、约束的基类不能是密封类或静态类
5、不能将System.Delegate或System.Array约束为基类
6、可以同时约束一个基类以及一个或多个接口，但是该基类必须首先出现在派生约束列表中。
7、C#允许你将另一个泛型参数指定为约束
public class MyClass <T,U> where T:U
{...}
8、可以自己定义基类或接口进行泛型约束
9、自定义的接口或基类必须与泛型具有一致的可见性

(2)、构造函数约束
如：
class Node <K,T> where T:new()
{
}
注意：
1、可以将构造函数的约束和派生约束结合起来，前提是构造函数的约束出现在约束列表中的最后

(3)、引用/值类型约束
1、可以使用struct约束将泛型参数约束为值类型(如int、bool、enum),或任何自定义结构
2、同样可以使用class约束将泛型参数约束为引用类型
3、不能将引用/值类型约束与基类约束一起使用，因为基类约束涉及到类
4、不能使用结构和默认构造函数约束，因为默认构造函数约束也涉及到类
5、虽然您可以使用类和默认构造函数约束，但是这样做没有任何价值
6、可以将引用/值类型约束与接口约束组合起来，前提是引用/值类型约束出现在约束列表的开头

六：泛型和强制类型转换
1、C#编译器只允许将泛型参数隐式转换到Object或约束指定的类型
如：
interface IS{...}
class BaseClass{...}
class MyClass <T> where T:BaseClass,IS
{
void SomeMethod(T t)
{
IS obj1 = t;
BaseClass obj2 = t;
object obj3 = t;
}
}
2、编译器允许你将泛型参数显示强制转换到其他任何借口，但不能将其转换到类
interface IS{...}
class SomeClass{...}
class MyClass <T> //没有约束
{
void SomeMethod(T t)
{
IS obj1 = (IS)t; //可以
SomeClass obj2 = (SomeClass)t //不可以
}
}
3、可以使用临时的Object变量，将泛型参数强制转换到其他任何类型
class SomeClass{...}
class MyClass <T>
{
void SomeMethod(T t)
{
object temp = t;
SomeClass obj = (SomeClass)temp;//可以
}
}
注意：这里只是告诉你这样写是可以的，但是要不要这样写？不要这样写，因为如果t确实没有继承SomeClass编译没错但是运行就会出错
4、解决上面强制转换问题，可以使用is和as运算符进行判断
public class MyClass <T>
{
public void SomeMethod <T t>
{
if (t is int ){...}
if (t is LinkedList <int,string> ){...}
//如果泛型参数的类型是所查询的类型，则is运算符返回true
string str = t as string;
//如果这写类型兼容，则as将执行强制类型转换，否则将返回null
if (str != null){...}
LinkedList <int,string> list = t as LinkedList <int,string> ;
if (list != null){...}
}
}

七：继承和泛型
1、在从泛型基类派生，可以提供类型实参，而不是基类泛型参数
public class BaseClass <T> {...}
public class SubClass:BaseClass <int>
2、如果子类是泛型，而非具体的类型实参，则可以使用子类泛型参数作为泛型基类的指定类型
public class BaseClass <TT> {...}
public class SubClass <T> :BaseClass <T> {...}
3、在使用子类泛型参数时，必须在子类级别重复在基类级别规定的任何约束
4、基类可以定义其签名使用泛型参数的虚礼方法，在重写它们时，子类必须在方法签名中提供相应的类型。
如：
public class BaseClass <T>
{
public virtual T SomeMethod()
{...}
}
public class SubClass:BaseClass <int>
{
public override int SomeMethod()
{...}
}
5、如果该子类是泛型，则它还可以在重写时使用它自己的泛型参数
public class SubClass <T> :BaseClass <T>
{
public override T SomeMethod()
{...}
}
6、你可以定义泛型接口、泛型抽象类，甚至泛型抽象方法。
7、不能对泛型参数使用+或+=之类的运算符
public class Calculator <T>
{
public T Add (T arg1,T arg2)
{
return arg1 + arg2;//错误
}
}
但是我们可以通过泛型抽象类、接口来实现在个功能，因为实现泛型抽象类、接口我们就已经明确传一个参数了，就可以执行诸如+这样的操作。

八：泛型方法
1、方法可以定义特定于其执行范围的泛型参数
public class MyClass <T>
{
public void MyMethod <X> (X x)
{...}
}
2、即使各包含类根本不使用泛型，你也可以定义方法特定的泛型参数
public class MyClass
{
public void MyMethod <T> (T t)
{...}
}
注意：该功能只使用于方法，属性，索引器只能使用在类的作用范围中定义的泛型参数。
3、调用泛型方法
MyClass obj = new MyClass();
obj.MyMethod <int> (3);
也可以这样：
MyClass obj = new MyClass();
obj.MyMethod(3); //该功能称为泛型推理
4、泛型方法也可以有自己的泛型参数约束
pubic class MyClass
{
public void SomeMethod <T> (T t) where T:IComparable <T>
{...}
}
5、子类方法实现不能重复在父级别出现的约束
public class BaseClass
{
public virtual void SomeMethod <T> (T t)where T:new()
{...}
}
pubic class SubClass:BaseClass
{
public override void SomeMethod <T> (T t)//不能再有约束
{...}
}
6、静态方法
静态方法可以定义特定的泛型参数和约束
public class MyClass <T>
{
public static T SomeMethod <X> (T t,X x)
{...}
}
int number = MyClass <int> .SomeMethod <string> (3, "AAA ");
或者：int mumber = MyClass <int> .SomeMethod(3, "AAA ");

九：泛型委托
1、在某个类中定义的委托可以利用该类的泛型参数
2、委托也可以定义自己的泛型参数

1.泛型和泛型强制转换   
   
 using System;   
 using System.Collections.Generic;   
 using System.Text;   
    
 namespace VS2005Demo2   
 6{   
 7   
 8    C# 编译器只允许将泛型参数隐式强制转换到 Object 或约束指定的类型#region  C# 编译器只允许将泛型参数隐式强制转换到 Object 或约束指定的类型   
 9    public interface ISomeInterface   
10    { }   
11    class BaseClass   
12    { }   
13    class MyClass<T> where T : BaseClass, ISomeInterface   
14    {   
15        void SomeMethod(T t)   
16        {   
17            ISomeInterface obj1 = t;   
18            BaseClass obj2 = t;   
19            object obj3 = t;   
20        }   
21    }   
22    #endregion   
23   
24    编译器允许您将泛型参数显式强制转换到其他任何接口，但不能将其转换到类#region 编译器允许您将泛型参数显式强制转换到其他任何接口，但不能将其转换到类   
25    class SomeClass   
26    { }   
27    //class MyClass1<T>   
28    //{   
29    //    void SomeMethod(T t)   
30    //    {   
31    //        ISomeInterface obj1 = (ISomeInterface)t;  //Compiles   
32    //        SomeClass obj2 = (SomeClass)t;           //Does not compile   
33    //    }   
34    //}   
35    #endregion   
36   
37   
38    使用临时的 Object 变量，将泛型参数强制转换到其他任何类型#region 使用临时的 Object 变量，将泛型参数强制转换到其他任何类型   
39    class MyClass2<T>   
40    {   
41        void SomeMethod(T t)   
42        {   
43            object temp = t;   
44            SomeClass obj = (SomeClass)temp;   
45        }   
46    }   
47    #endregion   
48   
49    使用is和as运算符#region 使用is和as运算符   
50    public class MyClass3<T>   
51    {   
52        public void SomeMethod(T t)   
53        {   
54            if (t is int) { }   
55            if (t is LinkedList<int, string>) { }   
56            string str = t as string;   
57            if (str != null) { }   
58            LinkedList<int, string> list = t as LinkedList<int, string>;   
59            if (list != null) { }   
60        }   
61    }   
62    #endregion   
63   
64}   
65   
   
2.继承和泛型   
   
  1using System;   
  2using System.Collections.Generic;   
  3using System.Text;   
  4   
  5namespace VS2005Demo2   
  6{   
  7    继承和泛型#region 继承和泛型   
  8    public class BaseClass<T>   
  9    { }   
 10    public class SubClass : BaseClass<int>   
 11    { }   
 12   
 13   
 14    public class SubClass1<R> : BaseClass<R>   
 15    { }   
 16    #endregion   
 17   
 18    继承约束#region 继承约束   
 19    public class BaseClass1<T> where T : ISomeInterface   
 20    { }   
 21    public class SubClass2<T> : BaseClass1<T> where T : ISomeInterface   
 22    { }   
 23   
 24    //构造函数约束   
 25    public class BaseClass3<T> where T : new()   
 26    {   
 27        public T SomeMethod()   
 28        {   
 29            return new T();   
 30        }   
 31    }   
 32    public class SubClass3<T> : BaseClass3<T> where T : new()   
 33    { }   
 34   
 35    #endregion   
 36   
 37    虚拟方法#region 虚拟方法   
 38    public class BaseClass4<T>   
 39    {   
 40        public virtual T SomeMethod()   
 41        {   
 42            return default(T);   
 43        }   
 44    }   
 45    public class SubClass4 : BaseClass4<int>   
 46    {   
 47        public override int SomeMethod()   
 48        {   
 49            return 0;   
 50        }   
 51    }   
 52   
 53    public class SubClass5<T> : BaseClass4<T>   
 54    {   
 55        public override T SomeMethod()   
 56        {   
 57            return default(T);   
 58        }   
 59    }   
 60   
 61    #endregion   
 62   
 63    接口、抽象类继承#region 接口、抽象类继承   
 64    public interface ISomeInterface6<T>   
 65    {   
 66        T SomeMethod(T t);   
 67    }   
 68    public abstract class BaseClass6<T>   
 69    {   
 70        public abstract T SomeMethod(T t);   
 71    }   
 72    public class SubClass6<T> : BaseClass6<T>,ISomeInterface6<T>   
 73    {   
 74        public override T SomeMethod(T t)   
 75        { return default(T); }   
 76    }   
 77    #endregion   
 78   
 79    泛型抽象方法和泛型接口#region 泛型抽象方法和泛型接口   
 80    //public class Calculator<T>   
 81    //{   
 82    //    public T Add(T arg1, T arg2)   
 83    //    {   
 84    //        return arg1 + arg2;//Does not compile    
 85    //    }   
 86    //    //Rest of the methods    
 87    //}   
 88   
 89    public abstract class BaseCalculator<T>   
 90    {   
 91        public abstract T Add(T arg1, T arg2);   
 92        //public abstract T Subtract(T arg1, T arg2);   
 93        //public abstract T Divide(T arg1, T arg2);   
 94        //public abstract T Multiply(T arg1, T arg2);   
 95    }   
 96    public class MyCalculator : BaseCalculator<int>   
 97    {   
 98        public override int Add(int arg1, int arg2)   
 99        {   
100            return arg1 + arg2;   
101        }   
102        //Rest of the methods    
103    }   
104   
105    public interface ICalculator<T>   
106    {   
107        T Add(T arg1, T arg2);   
108        //Rest of the methods    
109    }   
110    public class MyCalculator1 : ICalculator<int>   
111    {   
112        public int Add(int arg1, int arg2)   
113        {   
114            return arg1 + arg2;   
115        }   
116        //Rest of the methods    
117    }   
118    #endregion   
119   
120}   
121   
   
3.泛型方法   
   
  1using System;   
  2using System.Collections.Generic;   
  3using System.Text;   
  4   
  5namespace VS2005Demo2   
  6{   
  7   
  8    泛型方法#region 泛型方法   
  9    public class MyClass   
 10    {   
 11        public void MyMethod<T>(T t)   
 12        { }   
 13    }   
 14   
 15    public class Class3   
 16    {   
 17        public void Test()   
 18        {   
 19            MyClass obj = new MyClass();   
 20            obj.MyMethod<int>(3);   
 21   
 22            obj.MyMethod(3);   
 23        }   
 24    }   
 25    #endregion   
 26   
 27    编译器无法只根据返回值的类型推断出类型#region 编译器无法只根据返回值的类型推断出类型   
 28    public class MyClass1   
 29    {   
 30        public T MyMethod<T>()   
 31        { return default(T); }   
 32    }   
 33   
 34    public class Class31   
 35    {   
 36        public void Test()   
 37        {   
 38   
 39            MyClass1 obj = new MyClass1();   
 40            int number = obj.MyMethod<int>();   
 41        }   
 42    }   
 43    #endregion   
 44   
 45    泛型方法约束#region 泛型方法约束   
 46    public class Class32   
 47    {   
 48        public T MyMethod<T>(T t) where T : IComparable<T>   
 49        { return default(T); }   
 50    }   
 51    #endregion   
 52   
 53    泛型虚拟方法#region 泛型虚拟方法   
 54    public class BaseClass33   
 55    {   
 56        public virtual void SomeMethod<T>(T t)   
 57        { }   
 58    }   
 59    public class SubClass33 : BaseClass33   
 60    {   
 61        public override void SomeMethod<T>(T t)   
 62        {   
 63            base.SomeMethod<T>(t);   
 64        }   
 65    }   
 66   
 67    public class BaseClass34   
 68    {   
 69        public virtual void SomeMethod<T>(T t) where T : new()   
 70        { }   
 71    }   
 72    public class SubClass34 : BaseClass34   
 73    {   
 74        public override void SomeMethod<T>(T t)// where T : IComparable<T>   
 75        { }   
 76    }   
 77   
 78    public class BaseClass35   
 79    {   
 80        public virtual void SomeMethod<T>(T t)   
 81        { }   
 82    }   
 83    public class SubClass35 : BaseClass35   
 84    {   
 85        public override void SomeMethod<T>(T t)   
 86        {   
 87            base.SomeMethod<T>(t);   
 88            base.SomeMethod(t);   
 89        }   
 90    }   
 91    #endregion   
 92   
 93    泛型静态方法#region 泛型静态方法   
 94    public class MyClass36<T>   
 95    {   
 96        public static T SomeMethod(T t)   
 97        { return default(T); }   
 98    }   
 99   
100    public class Class36   
101    {   
102        public void Test()   
103        {   
104            int number = MyClass36<int>.SomeMethod(3);   
105        }   
106    }   
107   
108    public class MyClass37<T>   
109    {   
110        public static T SomeMethod<X>(T t, X x)   
111        { return default(T); }   
112    }   
113    public class Class37   
114    {   
115        public void Test()   
116        {   
117            int number = MyClass37<int>.SomeMethod<string>(3, "AAA");   
118            int number1 = MyClass37<int>.SomeMethod(3, "AAA");   
119        }   
120    }   
121   
122    public class MyClass38   
123    {   
124        public static T SomeMethod<T>(T t) where T : IComparable<T>   
125        {  return default(T); }   
126    }   
127   
128    #endregion   
129}   
130   
   
4.泛型委托   
   
 1using System;   
 2using System.Collections.Generic;   
 3using System.Text;   
 4   
 5namespace VS2005Demo2   
 6{   
 7    泛型委托#region 泛型委托   
 8    public class MyClass40<T>   
 9    {   
10        public delegate void GenericDelegate(T t);   
11        public void SomeMethod(T t)   
12        { }   
13    }   
14   
15    public class MyClassTest40   
16    {   
17        public void Tests()   
18        {   
19            MyClass40<int> obj = new MyClass40<int>();   
20            MyClass40<int>.GenericDelegate del;   
21   
22            del = new MyClass40<int>.GenericDelegate(obj.SomeMethod);   
23            del(3);   
24   
25            //委托推理   
26            del = obj.SomeMethod;   
27   
28        }   
29    }   
30    #endregion   
31   
32    委托泛型参数#region 委托泛型参数   
33    public class MyClass41<T>   
34    {   
35        public delegate void GenericDelegate<X>(T t, X x);   
36    }   
37   
38    //外部委托   
39    public delegate void GenericDelegate<T>(T t);   
40   
41    public class MyClass42   
42    {   
43        public void SomeMethod(int number)   
44        { }   
45    }   
46   
47    public class MyClassTest42   
48    {   
49        public void Test()   
50        {   
51            MyClass42 obj = new MyClass42();   
52            GenericDelegate<int> del;   
53            //del = new GenericDelegate<int>(obj.SomeMethod);   
54   
55            del = obj.SomeMethod;   
56            del(3);   
57   
58        }   
59    }   
60   
61    #endregion   
62   
63    委托泛型参数#region 委托泛型参数   
64    public delegate void MyDelegate<T>(T t) where T : IComparable<T>;   
65    #endregion   
66   
67    事件#region 事件   
68   
69    public delegate void GenericEventHandler<S, A>(S sender, A args);   
70       
71    public class MyPublisher   
72    {   
73        public event GenericEventHandler<MyPublisher, EventArgs> MyEvent;   
74        public void FireEvent()   
75        {   
76            MyEvent(this, EventArgs.Empty);   
77        }   
78    }   
79   
80    public class MySubscriber<A> //Optional: can be a specific type   
81    {   
82        public void SomeMethod(MyPublisher sender, A args)   
83        { }   
84    }   
85    public class MyClassTest43   
86    {   
87        public void Test()   
88        {   
89            MyPublisher publisher = new MyPublisher();   
90            MySubscriber<EventArgs> subscriber = new MySubscriber<EventArgs>();   
91            publisher.MyEvent += subscriber.SomeMethod;   
92        }   
93    }   
94    #endregion   
95}