C#高级编程笔记 Day 6， 2016年9月 14日 （泛型）

1、泛型类的功能：在创建泛型类时，还需要一些其他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特定方法，就可以定义约束。

　具体讨论以下：

• 默认值
• 约束
• 继承
• 静态成员

例：下面是一个使用 泛型文档管理器示例。DocumentManager

• using System;
  using System.Collections.Generic;
  namespace Jandar.Test.YinXi{
      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;
              }
          }
  }

除了IEnumerable 接口，还有一个泛型版本 IEnumerable<T>。IEnumerable<T> 派生自IEnumerable 添加了IEnumerator<T> 的GetEnumerator() 方法，LinkeedList<T>实现泛型接口 IEnumerable<T>

　　【默认值】

　　　　给DocumentManager<T>类添加一个 GetDocument() 方法。在这个方法中，应把 类型T 指定为null。但是，不能把null 赋予泛型类型。原因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，可以使用 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。

• 　　

  public T GetDocument()
  {
       T doc =default(T);
      lock(this)
      {
          doc=documentQueue.Dequeue();
       }
      return doc;
  }

  default 关键字根据上下文可以有多种含义。 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】

• 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{getl;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 title 或者 内容 content

• public void DisplayAllDocuments()
  {
      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，

• public class DocumentManager<TDocument> where TDocument : IDocument
  {
       ...
  }

  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	类约束指定类型 T 必须是引用类型
  where T : IFoo	指定类型 T 必须实现接口 IFoo
  where T : Foo	指定类型 T 必须派生自基类 Foo
  where T : new()	这是一个构造函数约束，指定类型 T 必须有一个默认构造函数
  where T1 : T2	这个约束也可以指定，类型T1 派生自 泛型类型T2。 该约束也成为裸类型约束

  【只能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()
    {
        ...
    }

　　　【继承】

　　　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。

• • 　　　　　　

    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。泛型类的静态成员只能在类的一个实例中共享。

• 　　　　

  public class StaticDemo<T>
  {
      public static int x;
  }
  
  //由于同时对一个string类型和一个int 类型使用了 StaticDemo<T> 类。所以存在两组静态字段。
  StaticDemo<string>.x=4;
  StaticDemo<int>.x=5;
  Console.WriteLine(StaticDemo<string>.x);//4

2、泛型接口

 　　【协变和抗变】

　　　　协变和抗变指对参数和返回值的类型进行转换。

　　　　在.NET 中，参数类型是协变的。假定有 Shape 和 Rectangle 类，Rectangle 派生自Shape基类。声明 Display()方法是为了接受Shape 类型的对象作为其参数：　　　　

public void Display(Shape o){ }

　　　　方法的返回类型是抗变的。当方法返回一个Shape 时，不能把它赋予 Rectangle, 因为Shape不一定总是Rectangle。反过来是可行的：如果一个方法像 GetRectangle() 方法那样返回一个Rectangle,

public Rectangle GetRectangle();

就可以把结果赋予某个Shape

Shape s=GetRectangle();

在 .NET Framework4 版本之前，这种行为方式不适用于泛型。 在C# 4 中，扩展后的语言支持泛型接口和泛型委托的协变和抗变。

　　泛型接口的协变

　　如果泛型类型用 out 关键字标注，泛型接口就是协变的。这也意味着返回类型只能是 T 。 接口 IIndex 与 类型 T 是协变的，并从一个只读索引器中返回这个类型。

public interface IIndex<out T>
{
    T this[int index] { get;}
    int Count{get;}
}