C# 泛型的优点

泛型介绍

泛型是用来做什么的？答案是：没有泛型，将会很难创建类型安全的集合。

C# 是一个类型安全的语言，类型安全允许编译器(可信赖地)捕获潜在的错误，而不是在程序运行时才发现(不可信赖地，往往发生在你将产品出售了以后！)。因此，在C#中，所有的变量都有一个定义了的类型；当你将一个对象赋值给那个变量的时候，编译器检查这个赋值是否正确，如果有问题，将会给出错误信息。

在 .Net 1.1 版本(2003)中，当你在使用集合时，这种类型安全就失效了。由.Net 类库提供的所有关于集合的类全是用来存储基类型(Object)的，而.Net中所有的一切都是由Object基类继承下来的，因此所有类型都可以放到一个集合中。于是，相当于根本就没有了类型检测。

更糟的是，每一次你从集合中取出一个Object，你都必须将它强制转换成正确的类型，这一转换将对性能造成影响，并且产生冗长的代码(如果你忘了进行转换，将会抛出异常)。更进一步地讲，如果你给集合中添加一个值类型(比如，一个整型变量)，这个整型变量就被隐式地装箱了(再一次降低了性能)，而当你从集合中取出它的时候，又会进行一次显式地拆箱(又一次性能的降低和类型转换)。

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 基类库中的 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。

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 将把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以下操作：

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合法的，有时是有意图的，但这种做法更可能产生编程错误，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 type parameter。这正是泛型所能提供的。在 N:System.Collections.Generic 命名空间的泛型 List<T> 集合中，向该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<T> 时添加的唯一语法是声明和实例化中的类型参数。虽然这稍微增加了些编码的复杂性，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，特别适用于列表项是值类型的情况。

归纳起来，泛型比非泛型具有下面两个优点：

　　1、 更加安全

　　在非泛型编程中，虽然所有的东西都可以作为Object传递，但是在传递的过程中免不了要进行类型转换。而类型转换在运行时是不安全的。使用泛型编程将可以减少不必要的类型转换，从而提高安全性。不仅是值类型，引用类型也存在这样的问题，因此有必要的尽量的去使用泛型集合。

   　2、 效率更高

在非泛型编程中，将简单类型作为Object传递时会引起装箱和拆箱的操作，这两个过程都是具有很大开销的。使用泛型编程就不必进行装箱和拆箱操作了。

泛型集合

通常情况下，建议您使用泛型集合，因为这样可以获得类型安全的直接优点而不需要从基集合类型派生并实现类型特定的成员。下面的泛型类型对应于现有的集合类型：

1、List 是对应于 ArrayList 的泛型类。
2、Dictionary 是对应于 Hashtable 的泛型类。
3、Collection 是对应于 CollectionBase 的泛型类。
4、ReadOnlyCollection 是对应于 ReadOnlyCollectionBase 的泛型类。
5、Queue、Stack 和 SortedList 泛型类分别对应于与其同名的非泛型类。
6、LinkedList 是一个通用链接列表，它提供运算复杂度为 O(1) 的插入和移除操作。
7、SortedDictionary 是一个排序的字典，其插入和检索操作的运算复杂度为 O(log n)，这使得它成为 SortedList 的十分有用的替代类型。
8、KeyedCollection 是介于列表和字典之间的混合类型，它提供了一种存储包含自己键的对象的方法。