详解C#泛型类的功能

什么是泛型类？

泛型类是一种能够以参数化类型的方式工作的类。它们在C#语言中非常普遍，几乎是所有.NET框架中各种集合类型的基础。通过使用泛型类，我们可以提高代码的复用性和可移植性，并且可以避免出现类型强制转换等问题。

泛型类的声明方式

class MyClass<T>   //这里的T是一个类型参数
{
    T field1;
    T method1(T parameter)
    {
        //...
    }
}

在这里，T表示一个类型参数，可以在后面的代码中使用它。我们可以把T看作任意类型的占位符，只有在代码编译时才能确定到底是什么类型。

泛型类可以用来处理什么问题？

泛型类具有以下几种功能：

1. 提高代码的复用性

假设我们有一个需要使用一个整数数组的类 IntArrayProcessor，现在我们需要另外一个类 DoubleArrayProcessor，用来处理一个双精度浮点数数组，如何做呢？我们可以使用泛型来解决这个问题，把原来的类改写为一个泛型类 ArrayProcessor<T>，其中 T 可以是任何一个类型，这个类可以处理不同类型的数组。

示例1：一个简单的 ArrayProcessor<T> 示例：

class ArrayProcessor<T>
{
    public void Process(T[] array)
    {
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            //对数组进行处理
        }
    }
}

正是因为这样，我们不再需要编写多个具有类似功能的类，而只需要编写一个泛型类，它可以接受不同的参数类型，完成相应的操作。

2. 提高代码的安全性

泛型可以在编译时引发类型错误，从而帮助我们在编写代码时发现潜在的问题，而不是等到代码运行时才发现问题。这样就能够使得代码更加健壮和安全。

示例2：将非泛型代码改写为泛型代码以提高代码安全性：

class IntStack
{
    private int[] stackArray;
    private int top;

    public IntStack()
    {
        stackArray = new int[10];
        top = -1;
    }

    public void Push(int value)
    {
        stackArray[top++] = value;
    }

    public int Pop()
    {
        return stackArray[top--];
    } 
}

上面这个非泛型的整数栈可以通过使用泛型来提高代码的安全性。如果我们在使用这个栈的时候，错误地将一个字符串类型的对象推入（push）栈中，则代码运行时就会引发异常。但是，如果我们将代码改写为泛型代码，如下所示，则编译器会在编译时就检查类型错误：

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

    public Stack()
    {
        stackArray = new T[10];
        top = -1;
    }

    public void Push(T value)
    {
        stackArray[top++] = value;
    }

    public T Pop()
    {
        return stackArray[top--];
    } 
}

结论

通过使用泛型类，我们不仅可以提高代码的可重用性，还可以提高安全性，并且可以减少代码的重复性。使用泛型类可以更加简洁优美地编写代码，在处理类型不确定的数据时更加方便和灵活，是C#中一个非常重要的工具。