C#泛型详解

什么是泛型？

泛型是一种将类型参数化的方式。在定义类、结构体、接口和方法时，可以使用类型参数来定义它们的类型而不是具体的类型。这种机制使代码可以更加灵活、可重用并且类型安全。

泛型的优势

泛型可以增加代码的灵活性和重用性，因为它可以让我们定义一个单独的类、结构或方法，而不必为每种类型都定义一个新的类、结构或方法。

泛型还提高了代码的类型安全性。它允许编译器在编译时检查类型，这减少了运行时错误的可能性。

泛型的使用

在 C# 中，泛型可以通过定义类型参数来实现。例如，下面是一个使用泛型类型参数的类的示例：

public class MyList<T>
{
    private T[] items;
    private int count;

    public MyList(int capacity)
    {
        items = new T[capacity];
        count = 0;
    }

    public void Add(T item)
    {
        if (count == items.Length)
        {
            Array.Resize(ref items, items.Length * 2);
        }
        items[count] = item;
        count++;
    }

    public T Get(int index)
    {
        if (index < 0 || index >= count)
        {
            throw new IndexOutOfRangeException();
        }
        return items[index];
    }
}

在这个示例中，MyList 类具有类型参数 T，它可以被替换为任意类型。这个类使用类型参数 T 来声明其内部数组的类型，并在 Add 方法中使用类型参数 T 来添加新的元素。在 Get 方法中，类型参数 T 用于指定要返回的元素的类型。

泛型类示例

下面是一个使用泛型类的示例，该示例使用 MyList 类来保存整数和字符串：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        MyList<int> intList = new MyList<int>(10);
        intList.Add(1);
        intList.Add(2);
        intList.Add(3);
        Console.WriteLine(intList.Get(0));
        Console.WriteLine(intList.Get(1));
        Console.WriteLine(intList.Get(2));

        MyList<string> stringList = new MyList<string>(10);
        stringList.Add("Hello");
        stringList.Add("World");
        Console.WriteLine(stringList.Get(0));
        Console.WriteLine(stringList.Get(1));
    }
}

在这个示例中，MyList<int> 和 MyList<string> 都是不同的类型，它们分别用于保存整数和字符串。每个列表都具有不同的类型，这意味着按照类型参数的要求，每个列表的数组也具有不同的类型。由于使用了泛型，我们无需为每个不同的类型创建一个新的列表类。

泛型方法示例

下面是一个使用泛型方法的示例：

public class MyMath
{
    public static T Max<T>(T first, T second)
        where T : IComparable<T>
    {
        if (first.CompareTo(second) > 0)
        {
            return first;
        }
        else
        {
            return second;
        }
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int maxInt = MyMath.Max(1, 2);
        Console.WriteLine(maxInt);

        string maxString = MyMath.Max("Hello", "World");
        Console.WriteLine(maxString);
    }
}

在这个示例中，Max 方法是一个泛型方法。它的类型参数 T 用于指定参数类型，并且方法体中使用了 where T : IComparable<T> 语句，确保参数类型 T 实现了 IComparable<T> 接口。

在 Main 方法中，我们可以使用 MyMath.Max 方法来获得两个整数或两个字符串中的最大值。由于使用了泛型方法，我们只需要一个方法就可以对不同类型的对象进行比较了。

总结

泛型是一种非常重要的语言特性，它可以提高代码的灵活性、可重用性以及类型安全性。使用泛型，我们可以定义更加通用的代码，并且可以在不同的数据类型上重用代码。