泛型类的功能
在创建泛型类时,还需要一些其他的C#关键字.例如,不能把null赋予泛型类型.此时,可以使用default关键字.如果泛型类型不需要object类的功能,但需要调用泛型类上的某些特定方法,就可以定义约束.
例如:
public class DocumentManager<T>
{
private readonly Queue<T> documentQueue = new Queue<T>();
public void AddDocument(T doc)
{
lock (this)
{
documentQueue.Enqueue(doc);
}
}
public bool IsDocumentAvailable
{
get
{
return documentQueue.Count > 0;
}
}
}
这是一个使用泛型文档福安里的实例.文档管理器用于从队列中读取文档.先创建一个新的控制台项目DocumentManager,并添加DocumentManager<T>类.AddDocument()方法将一个文档添加到队列中.如果队列不为空,IsDocumentAvailable只读属性就返回true.
默认值
接下来给DocumentManager<T>类添加衣蛾GetDocument()方法.
public T GetDocument()
{
T doc = default(T);
lock (this)
{
doc = documentQueue.Dequeue();
}
return doc;
}
在这个方法中,应该把类型T指定为null.但是不能把null赋予泛型类型.隐隐是泛型类型也可以实例化为值类型,而null只能用于引用类型.为了解决这个问题,使用了default关键字,通过default关键字,将null赋予引用类型,将0赋予值类型.
default关键字根据上下文可以有多重含义.switch语句使用default定义默认情况,在泛型中,根据泛型类型是引用类型还是值类型,泛型default用于将泛型类型初始化为null或0.
约束
如果泛型类型需要调用泛型类型中的方法,就必须加以约束.对于DocumentManager<T>,文档的所在标题应在DisplayAllDocuments()方法显示.Document类实现带有Title和COntent属性的IDocument接口:
public interface IDocument
{
string Title { get; set; }
string Content { get; set; }
}
public class Document : IDocument
{
public Document()
{
}
public Document(string title, string content)
{
this.Title = title;
this.Content = content;
}
public string Title { get; set; }
public string Content { get; set; }
}
要使用DocumentManager<T>类显示文档,可以将类型T强制转换为IDocument接口,以显示标题:
public void DisplayAllDocument()
{
foreach (T doc in documentQueue)
{
Console.WriteLine(((IDocument)doc).Title);
}
}
问题是,如果类型T没有实现IDocument接口,这个类型强制转换就会导致一个运行异常.最好给DocumentManager<TDocument>类定义一个约束:TDocument类型必须实现IDocument接口.为了在反省类型的名称中指定该要求,将T改为TDocument.where子句指定了实现IDocument接口的要求.
public class DocumentManager<TDocument>
where TDocument : IDocument
{}
这样就可以编写foreach语句,从而使类型TDocument包含属性TItle. Visual Studio InterlliSense和编译器都会提供这个支持.
public void DisplayAllDocument()
{
foreach (TDocument doc in documentQueue)
{
Console.WriteLine(doc.Title);
}
}
在main()方法中,用Document类型实例化Documentmanager
<T>类,而Document类型实现了需要IDocument接口.接着添加和显示新文档,检索其中一个文档:
static void Main()
{
var dm= new Documentmanager<Document>();
dm.AddDocument(new Document(“Title A”,”Sample A”));
dm.AddDocument(new Document(“Title B”,”Sample B”));
dm.DisplayAllDocument();
if (dm.IsDocumentAvailable)
{
Document d=dm.GetDocument();
Console.WriteLine(d.Content);
}
}
DocumentManager现在可以处理任何实现了IDocument接口的类.
在示例应用程序中,介绍了接口约束.泛型支持集中约束类型,如下表:
|
约束 |
说明 |
|
where T :struct |
对于结构约束,类型T必须是值类型 |
|
where T:class |
类约束制定类型T必须是引用类型 |
|
where T:IFoo |
制定类型T必须实现接口IFoo |
|
whereT:Foo |
制定类型T必须派生自基类Foo |
|
whereT:new() |
这是一个构造函数约束,制定类型T必须有一个默认构造函数 |
|
where T:T2 |
这个约束也可以指定,类型T1派生自泛型类型T2.该约束也称为裸约束 |
只有为默认构造函数定义构造函数约束,不能为其他构造函数定义构造函数约束.
使用泛型类型还可以合并多个约束.where T:IFoo,new()约束和MyClass<T>声明指定,类型T必须实现IFoo接口,且必须有一个默认构造函数.
public class MyClass<T>
where T:IFoo,new()
{
//..
}
在C#中,where子句的一个重要限制是,不能定义必须由泛型类型实现的运算符.运算符不鞥在接口中定义.在where子句中,只能定义基类,接口和默认构造函数.
以上案例的完整代码:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace ConsoleApplication9
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var dm = new DocumentManager<Document>();
dm.AddDocument(new Document("Title A", "Sample A"));
dm.AddDocument(new Document("Title B", "Sample B"));
dm.DisplayAllDocument();
if (dm.IsDocumentAvailable)
{
Document d = dm.GetDocument();
Console.WriteLine(d.Content);
}
Console.ReadKey();
}
}
public class DocumentManager<TDocument>
where TDocument : IDocument
{
private readonly Queue<TDocument> documentQueue = new Queue<TDocument>();
public void AddDocument(TDocument doc)
{
lock (this)
{
documentQueue.Enqueue(doc);
}
}
public bool IsDocumentAvailable
{
get
{
return documentQueue.Count > 0;
}
}
public TDocument GetDocument()
{
TDocument doc = default(TDocument);
lock (this)
{
doc = documentQueue.Dequeue();
}
return doc;
}
public void DisplayAllDocument()
{
foreach (TDocument doc in documentQueue)
{
Console.WriteLine(doc.Title);
}
}
}
public interface IDocument
{
string Title { get; set; }
string Content { get; set; }
}
public class Document : IDocument
{
public Document()
{
}
public Document(string title, string content)
{
this.Title = title;
this.Content = content;
}
public string Title { get; set; }
public string Content { get; set; }
}
}
继承
前面创建的LinkedList<T>类实现了IEnumerable<out T>接口:
public class LinkedList<T>:IEnumerable<out T>
{
//...
}
泛型类型可以实现泛型接口,也可以派生自一个类.泛型类还可以派生自泛型基类:
public class Base<T>
{
}
public class Derived<T>:Base<T>
{}
要求是必须重复接口的泛型类型,或者必须制定基类的类型,如:
public class Base<T>
{
}
public class Derived<T>:Base<string>
{}
于是,派生类可以是泛型类或者非泛型类.例如,可以定义一个抽象的泛型基类,它在派生类中用一个具体的类型实现.这允许对特定类型执行特殊的操作:
public abstract class Calc<T>
{
public abstract T Add(T x, T y);
public abstract T Sub(T x, T y);
}
public class IntCalc : Calc<int>
{
public override int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
public override int Sub(int x, int y)
{
return x - y;
}
}
静态成员
泛型类的静态成员需要特别关注.泛型类的景天成员只能在类的一个实例中共享.看下例,其中StaticDemo<T>类包含静态字段x:
public class StaticDemo<T>
{
public static int x;
}
在Main()函数中的代码如下:
static void Main(string[] args)
{
StaticDemo<string>.x = 4;
StaticDemo<int>.x = 5;
Console.WriteLine(StaticDemo<string>.x);
Console.ReadKey();
}
由于同时对一个string类型和一个int类型使用了StaticDemo<T>类,所以存在两组静态类型.