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深入浅出NET泛型编程

归档日期:05-28       文本归类:泛型方法      文章编辑:爱尚语录

  .NET 2.0中泛型的出现是一个令人激动的特征。但是,什么是泛型?你需要它们吗?你会在自己的应用软件中使用它们?在本文中,我们将回答这些问题并细致地分析泛型的使用,能力及其局限性。

  .NET中的许多语言如C#,C++和VB.NET(选项strict为on)都是强类型语言。作为一个程序员,当你使用这些语言时,总会期望编译器进行类型安全的检查。例如,如果你把对一个Book类型的引用转换成一个Vehicle型的引用,编译器将告诉你这样的cast是无效的。

  然而,当谈到.NET 1.0和1.1中的集合时,它们是无助于类型安全的。请考虑一个ArrayList的例子,它拥有一个对象集合--这允许你把任何类型的对象放于该ArrayList中。让我们看一下例1中的代码。

  本例中,我们建立了一个ArrayList的实例,并把3和4添加给它。然后我循环遍历该ArrayList,从中取出整型值然后把它们相加。这个程序将产生结果Total is 7。现在,如果我注释掉下面这句:

  哪里出错了呢?记住ArrayList拥有一个集合的对象。当你把3加到ArrayList上时,你已把值3装箱了。当你循环该列表时,你是把元素拆箱成int型。然而,当你添加值5.0时,你在装箱一个double型值。在第17行,那个double值被拆箱成一个int型。这就是失败的原因。

  注意:上面的实例,如果是用VB.NET书写的话,是不会失败的。原因在于,VB.NET不使用装箱机制,它激活一个把该double转换成整型的方法。但是,如果ArrayList中的值是不能转换成整型的,VB.NET代码还会失败。

  作为一个习惯于使用语言提供的类型安全的程序员,你希望这样的问题在编译期间浮出水面,而不是在运行时刻。这正是泛型产生的原因。

  泛型允许你在编译时间实现类型安全。它们允许你创建一个数据结构而不限于一特定的数据类型。然而,当使用该数据结构时,编译器保证它使用的类型与类型安全是相一致的。泛型提供了类型安全,但是没有造成任何性能损失和代码臃肿。在这方面,它们很类似于C++中的模板,不过它们在实现上是很不同的。

  .NET 2.0的System.Collections.Generics 命名空间包含了泛型集合定义。各种不同的集合/容器类都被参数化了。为使用它们,只需简单地指定参数化的类型即可。请看例2:

  在例2中,我编写了一个泛型的列表的例子,在尖括号内指定参数类型为int。该代码的执行将产生结果Total is 7。现在,如果我去掉语句doubleList.Add(5.0)的注释,我将得到一个编译错误。编译器指出它不能发送值5.0到方法Add(),因为该方法仅接受int型。不同于例1,这里的代码实现了类型安全。

  泛型不仅是一个语言级上的特征。.NET CLR能识别出泛型。在这种意义上说,泛型的使用是.NET中最为优秀的特征之一。对每个用于泛型化的类型的参数,类也同样没有脱离开微软中间语言(MSIL)。换句话说,你的配件集仅包含你的参数化的数据结构或类的一个定义,而不管使用多少种不同的类型来表达该参数化的类型。例如,如果你定义一个泛型类型MyList<T>,仅仅该类型的一个定义出现在MSIL中。当程序执行时,不同的类被动态地创建,每个类对应该参数化类型的一种类型。如果你使用MyList<int>和MyList<double>,有两种类即被创建。当你的程序执行时,让我们进一步在例3中分析这一点。

  该例中,我创建了一个称为MyList泛型类。为把它参数化,我简单地插入了一个尖括号。在<>内的T代表了实际的当使用该类时要指定的类型。在MyList类中,定义了一个静态字段objCount。我在构造器中增加它的值。因此我能发现使用我的类的用户共创建了多少个那种类型的对象。属性Count返回与被调用的实例同类型的实例的数目。

  在Main()方法,我创建了MyList<int>的两个实例,一个MyList<double>的实例,还有两个MyList<SampleClass>的实例--其中SampleClass是我已定义了的类。问题是:Count(上面的程序的输出)的值该是多少?在你继阅读之前,试一试回答这个问题。

  除了有泛型类,你也可以有泛型方法。泛型方法可以是任何类的一部分。让我们看一下例4:

  Copy()方法就是一个泛型方法,它与参数化的类型T一起工作。当在Main()中激活Copy()时,编译器根据提供给Copy()方法的参数确定出要使用的具体类型。

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