C#基础之泛型

什么是泛型

在C#中，泛型即“参数化类型”，即对数据类型进行参数化，使得能够在类型安全的前提下对不同的数据类型进行通用的操作。用一句话来概括就是，泛型即类型参数化。

泛型具有以下特点：

• 可以避免类型强转的问题。
• 提供更高效的代码复用，避免了针对不同类型创建不同版本的代码的问题。
• 增加代码可读性，因为泛型可以让我们不需要在代码中反复使用Object类型。

泛型的语法

泛型的语法如下所示：

class 类名<类型形参>
{
    // 类的成员
}

其中，类型形参用来代替实际的数据类型。

泛型类

定义泛型类的语法如下所示：

class 类名<T>
{
    private T[] arr;
    // 其他成员
}

其中，T即为类型形参，代表了要使用的数据类型。

使用泛型类时，需要指定实际的数据类型，如下所示：

MyClass<int> myClass = new MyClass<int>();

上述代码中，<int>表示将泛型类的类型形参T替换为int类型。

以下是一个完整的示例：

class MyGenericClass<T>
{
    private T[] arr;

    public MyGenericClass(int size)
    {
        arr = new T[size];
    }

    public T GetItem(int index)
    {
        return arr[index];
    }

    public void SetItem(int index, T value)
    {
        arr[index] = value;
    }
}

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 使用泛型类来创建一个int数组
        MyGenericClass<int> intArr = new MyGenericClass<int>(5);

        // 设置数组元素的值
        intArr.SetItem(0, 1);
        intArr.SetItem(1, 2);
        intArr.SetItem(2, 3);
        intArr.SetItem(3, 4);
        intArr.SetItem(4, 5);

        // 获取数组元素的值
        Console.WriteLine(intArr.GetItem(0));    // 输出：1
        Console.WriteLine(intArr.GetItem(1));    // 输出：2
        Console.WriteLine(intArr.GetItem(2));    // 输出：3
        Console.WriteLine(intArr.GetItem(3));    // 输出：4
        Console.WriteLine(intArr.GetItem(4));    // 输出：5
    }
}

以上代码中，MyGenericClass<T>是一个泛型类，T为类型形参。在Main()方法中，使用MyGenericClass<int>来创建一个int类型的数组，实现了对int类型数组的读写操作。

泛型方法

定义泛型方法的语法如下所示：

返回类型 函数名<类型形参>(参数列表)
{
    // 函数实现
}

其中，类型形参用来代替实际的数据类型。

例如，以下代码中的T即为类型形参：

public static T Max<T>(T a, T b)
{
    return a > b ? a : b;
}

使用泛型方法时，需要在函数名称前加上类型参数，如下所示：

int max = Max<int>(3, 5);

上述代码中，<int>表示将类型形参T替换为int类型。

以下是一个完整的示例：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 使用泛型方法找到两个整数中的最大值
        int max = Max<int>(3, 5);
        Console.WriteLine(max);    // 输出：5

        // 使用泛型方法找到两个浮点数中的最大值
        double max2 = Max<double>(3.14, 5.68);
        Console.WriteLine(max2);    // 输出：5.68
    }

    public static T Max<T>(T a, T b) where T : IComparable
    {
        return a.CompareTo(b) > 0 ? a : b;
    }
}

以上代码中，Max<T>是一个泛型方法，T为类型形参。在主函数中，使用Max<int>和Max<double>分别找到了两个整数和两个浮点数中的最大值。注意，为了使用CompareTo()方法对两个数据进行比较，需要在Max<T>函数上增加一个类型约束where T : IComparable。

总结

泛型是C#中十分重要的一种语言特性，能够避免类型强转的问题，提高代码的实用性和可读性。在使用泛型时，需要注意类型参数的指定和类型约束的处理。