泛型（六）可验证性和约束

public static T Min<T o1,T o2> where T:IComparable<T>{
    
    if(o1.CompareTo(02)<0) return o1;
    
    return o2;
}

C#的关键字where告诉编译器，为T指定的任何类型都必须实现同类型（T）的泛型IComparable接口，有了这个约束，就可以在方法中调用CompareTo，因为已知IComparable<T>接口定义了CompareTo

现在，当代码引用一个泛型类型或者方法时，编译器要负责保证类型实参符合指定的约束，例如，假如编译以下代码：

public static void CallMin(){
    object o1="jeff",o2="richer";
    object oMin=Min<object>(o1,o2);
}

编译器报错，因为System.Object没有实现IComparable<Object>接口，事实上，System.Object没有实现任何接口

更深一下研究约束，

1.约束可以应用于一个泛型类型的类型参数

2.也可以应用于一个泛型方法的类型参数（像Min方法那样）

3.CLR不允许基于类型参数名称或约束来进行重载，只能基于元数（类型参数的个数）对类型或方法进行重载

例如

//可以定义以下类型
internal sealed class AType {}
 
internal sealed class AType<T> {}
 
internal sealed class AType<T1,T2> {}
 
//错误；与没有约束的AType<T>冲突
internal sealed class AType<T> where T:IComparable<T> {}
 
//错误：与AType<T1,T2>冲突
internal sealed class AType<T3,T4>{}
 
internal sealed class AnotherType{
    
    //可以定义一下方法，参数个数不同
    private static void M(){}
    private static void M<T>(){}
    private static void M<T1,T2>(){}
 
    //错误，与没有约束的M<T>冲突
    private static void M<T> where T:IComparable<T>{}
 
    //错误：与M<T1,T2>冲突
    private static void M(T3,T4)(){}
}

另外，重写一个虚泛型方法时，重写的方法必须指定相同数量的类型参数，而且这些类型参数会继承在基类方法上指定的约束，类型参数的名称是可以改变的

例如：

internal class Base{
    public virtual void M<T1,T2>()
        where T1:struct
        where T2:class{
    }
}
 
internal sealed class Derived:Base{
    public override void M<T3,T4>()
        where T3:EventArgs    //错误
        where T4:class{
        
    }
}

error cs0460：重写和显示接口实现方法的约束是从基方法继承的，因此不能直接指定这些约束

如过从Derived类的M<T3,T4>方法中移除两个where子句，代码就能编译了，注意，类型参数的名称可以更改，比如将T1改为T2，T3改为T4,但约束不能更改（甚至不能指定）

主要约束

类型参数可以指定零个或一个主要约束，主要约束可以是一个引用类型，它标识了一个没有密封的类，不能指定以下特殊引用类型

System.Object

System.Array

System.Delegate

System.MulticastDelegate

System.ValueType

System.Enum

System.Void

指定一个引用类型约束时，相当月向编译器承诺：一个指定的类型参数要么是月约束类型相同的类型，要么是从约束类型派生的一个类型

例如下泛型类：

internal sealed class PrimaryConstraintOfStream<T> where T:Stream{
    
    public void M(T stream){
        stream.close();    //正确
    }
}

在这个类定义中，类型参数T设置了主要约束Stream，这就告诉编译器，使用PrimaryConstraintOfStream的代码在指定类型实参时，必须指定Sream或者从Stream派生一个类型（FileStream）。如果一个类型参数没有指定主要约束，就默认为System.Object。然而，如果源代码中显示指定System.Object，C#会报告一个错误：error cs0702:约束不能是特殊类“Object”

有两个特殊的主要约束：class和struct

1.class约束向编译器承诺一个指定的类型实参是引用类型。任何类类型，接口类型，委托类型或这是数组类型都满足这个约束。例如以下泛型：

internal sealed class PrimaryConstainOfClass<T> where T: class{
    public void M(){
        T temp=null  //允许，因为T肯定是一个引用类型
    }
}

2.struct约束向编译器承诺一个指定的类型实参是值类型。包括枚举在内的任何值类型都满足这个约束。然而，编译器和CLR将任何System.Nullable<T>值类型都视为特殊类型，而且可空类型不满足这个struct约束，原因是Nullable<T>类型将他的类型实参约束为struct，而CLR希望禁止像Nullable<Nullable<T>>这样的一个递归类型。

例如：

internal sealed class PrimaryConstraintOfStruct<T> where T: struct{

//允许。因为所有值类型都隐式有一个公共无参构造器

return new T();

}

次要约束

一个类型参数可以指定零个或者多个次要约束，次要约束代表的是一个接口类型。指定一个接口类型约束时，是向编译器承诺一个指定的类型实参是实现了接口的一个类型。由于能指定多个接口约束，所以为类型实参指定的类型必须实现了所有接口约束。

还有一种约束成为类型参数约束，有时也称为裸类型约束。这种约束用的比接口约束少得多。它允许一个泛型类或者方法规定：在指定的类型实参之间，必须存在一个关系，一个类型参数可以指定零个或多个类型参数约束。例如

private static List<TBase> ConvertIList<T,TBase>(IList<T> list)
    where T:TBase{
    
    List<TBase> baseList=new List<TBase>(list.Count);
    for(Int32 index=0;index<list.Count;index++){
        baseList.Add(list[index]);
    }    
    return baseList;
}

ConvertIList方法指定了两个类型实参，其中T参数由TBase类型参数约束，意味着不管为T指定什么类型实参，这个类型实参都必须兼容于TBase指定的类型实参。

构造器约束

一个类型参数可以指定零个或者一个构造器约束。指定构造器约束相当于向编译器承诺：一个指定的类型实参是实现了公共无参构造器的一个非抽象类型。注意，如果同时指定了构造器的约束和struct约束，C#编译器会认为这是一个错误，因为这个是多余的；所有值类型都隐式提供了一个公共无参构造器，例如

internal sealed class ConstructorConstraint<T> where T: new (){
    public static T Factory(){
        //允许，因为所有值类型都隐式有一个公共无参构造器
        //而约束要求指定的任何引用类型也要有一个公共无参构造器
        return new T();
    }
}

其他可验证性问题

1.泛型类型变量的转型

将一个泛型类型的变量转型为另一个类型是非法的，除非将其转型为与一个约束兼容的类型

private static void CastingAGenericTypeVariable<T>(T obj){

Int32 x=(Int32)obj; //错误

String x=(String)obj; //错误

}

上述两行会造成编译报错，因为T可能是任意类型，无法保证转型成功，可以先转型为Object

private static void CastingAGenericTypeVariable<T>(T obj){

Int32 x=(Int32)(Object)obj; //无错误

String x=(String)(Object)obj; //无错误

}

编译无错，但会抛异常InvalidCastException

如果试图转型一个引用类型，还可以使用C#的as 操作符

private static void CastingAGenericTypeVariable<T>(T obj){

String s=obj as String;

}

2.将一个泛型类型变量设为默认值

将泛型类型变量值设为null是非法的，除非泛型类型约束成一个引用类型

private static void SettingAGenericTypeVariableToNull<T>(){

T temp=null; //error Cs043 无法将null转换为类型参数T，因为它可能是不可以为null的值类型。请考虑改用default(T)

T temp1=default(T); //正确如果是T值类型，则默认为0

}

3.将一个泛型类型变量与null进行比较

无论泛型类型是否被约束，使用==或！=操作符将一个泛型类型变量与null进行比较都是合法的：

private static void CompareGenericTypeWithNull<T>(T obj)

{

if(obj==null) { /*对于值类型来说，永远都不会执行*/ }

}

4.两个泛型类型变量相互比较

如果泛型类型参数不是一个引用类型，对同一泛型类型的两个变量进行比较是非法的

private static oid CompareTwoGenericTypeVariables<T>(T o1,To2){

if(o1==o2){} //错误

}

T未进行约束，如果两个值类型变量相互比较是非法，除非值类型重载了==操作符。如果T被约束成class，上述代码能通过编译

不允许将类型参数约束成一个具体的值类型，因为值类型是隐式密封的，不可能存在派生，如果允许将类型参数约束成具体的值类型，那么泛型方法会被约束为只支持该具体的类型，这还不如写一个非泛型的方法呢！

5.泛型类型变量作为操作数使用

将操作符应用于泛型类型的操作数，会出现大量的问题，因为编译器在编译时无法确定类型。

posted @ 2012-11-26 14:48 Lordbaby 阅读(864) 评论(0) 编辑收藏举报

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