C#语法之泛型的多种应用

简介

C#中泛型是一种强类型约束，可以用于定义类、接口、方法等，泛型在.NET框架的类型安全性方面扮演着重要的角色。泛型的定义方式为在类型或方法定义时用尖括号包含泛型参数。例如：

// 定义泛型类
class ExampleClass<T>
{
  private T exampleField;

  public ExampleClass(T exampleParameter)
  {
    exampleField = exampleParameter;
  }

  public T ExampleMethod(T exampleParameter)
  {
    return exampleField = exampleParameter;
  }
}

// 定义泛型方法
public T GenericMethod<T>(T a, T b)
{
   // ...
}

泛型类

泛型类可以适用于成员、方法等多种场合中泛化兼容的类型，也可以支持多个不同类型参数。

以下是泛型类的示例代码：

public class Stack<T>
{
    private T[] items;
    private int top;

    public Stack()
    {
        items = new T[100];
        top = -1;
    }

    public void Push(T item)
    {
        if (top == items.Length - 1)
        {
            throw new Exception("Stack overflow");
        }

        items[++top] = item;
    }

    public T Pop()
    {
        if (top == -1)
        {
            throw new Exception("Stack underflow");
        }

        return items[top--];
    }
}

以上是一个栈（Stack）的泛型类示例，Stack类是一个通用类，它可以适用于任何类型的元素。

泛型方法

泛型方法可以在方法定义的时候定义类型参数。类型参数可以用于参数类型、返回类型以及方法内部的变量类型。

以下是泛型方法的示例代码：

public static void Swap<T>(ref T a, ref T b)
{
  T temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

以上是一个交换两个变量值的泛型方法，此方法可以同时适用于整型、浮点型、字符串等类型。

示例1

以下示例代码演示了如何使用泛型实现一个通用的比较方法，该方法可以比较任意两个类型的元素，并返回它们之间的关系。在此示例中，我们使用Compare方法来比较两个字符串的长度，然后根据比较结果输出相应的结果。

public static int Compare<T>(T a, T b) where T : IComparable
{
  return a.CompareTo(b);
}

static void Main(string[] args)
{
  string str1 = "123456";
  string str2 = "12345";

  if (Compare(str1, str2) > 0)
  {
    Console.WriteLine("str1 is longer than str2");
  }
  else
  {
    Console.WriteLine("str2 is longer than or equal to str1");
  }
}

示例2

以下示例代码演示了如何使用泛型实现一个通用的排序方法，该方法可以排序任意类型的元素。在此示例中，我们使用SelectionSort方法来对整型数组进行排序。

public static void SelectionSort<T>(T[] arr) where T : IComparable<T>
{
    for (int i = 0; i < arr.Length - 1; ++i)
    {
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < arr.Length; ++j)
        {
            if (arr[j].CompareTo(arr[minIndex]) < 0)
            {
                minIndex = j;
            }
        }

        T temp = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = arr[i];
        arr[i] = temp;
    }
}

static void Main(string[] args)
{
    int[] arr = { 3, 2, 1, 5, 4 };
    SelectionSort(arr);

    for (int i = 0; i < arr.Length; ++i)
    {
        Console.Write(arr[i] + " ");
    }
}

以上是一个选择排序（Selection Sort）的泛型方法示例，该方法适用于任何实现了IComparable接口的类型。