C#泛型

C#泛型類與結構
C#除可單獨聲明泛型型別（包括類與結構）外，也可在基類中包含泛型型別的聲明。但基類如果是泛型類，它的型別參數要麼已執行個體化，要麼來源於子類（同樣是泛型型別）聲明的型別參數。
class C<U, V> {} //合法
class D: C<string,int>{} //合法
class E<U, V>: C<U, V> {} //合法
class F<U, V>: C<string, int> {} //合法
class G : C<U, V> { } //非法

泛型型別的成員
class C<V>{
public V f1; //聲明欄位
public D<V> f2; //作為其他泛型型別的參數
public C(V x) {
this.f1 = x;
}
}
泛型型別的成員可以使用泛型型別聲明中的型別參數。但型別參數如果沒有任何約束，則只能在該類型上使用從System.Object繼承的公有成員。

泛型介面
interface IList<T> {
T[] GetElements();
}
interface IDictionary<K,V> {
void Add(K key, V value);
}
// 泛型介面的型別參數要麼已執行個體化，
// 要麼來源於實作類別聲明的型別參數
class List<T> : IList<T>, IDictionary<int, T> {
public T[] GetElements() { return null; }
public void Add(int index, T value) { }
}
泛型委派
delegate bool Predicate<T>(T value);
class X {
static bool F(int i) {...}
static bool G(string s) {...}
static void Main() {
Predicate<string> p2 = G;
Predicate<int> p1 = new Predicate<int>(F);
}
}
泛型委派支援在委託傳回值和參數上應用參數類型，這些參數類型同樣可以附帶合法的約束。
泛型方法簡介
• C#泛型機制只支援“在方法聲明上包含型別參數”——即泛型方法
• C#泛型機制不支援在除方法外的其他成員（包括屬性、事件、索引器、構造器、析構器）的聲明上包含類    型參數，但這些成員本身可以包含在泛型型別中，並使用泛型型別的型別參數
• 泛型方法既可以包含在泛型型別中，也可以包含在非泛型型別中
泛型方法的聲明與調用
//不是泛型類,是一個具體的類，這個類不需要泛型型別的執行個體化
public class Finder {
// 但是是一個泛型方法,請看泛型方法的聲明，參數要求泛型化
public static int Find<T> ( T[] items, T item) {
for(int i=0;i<items.Length;i++){
if (items[i].Equals(item)) { return i; }
}
return -1;
}
}
// 泛型方法的調用<int>不是放到Finder後面，而是放在Find後面。
int i=Finder.Find<int> ( new int[]{1,3,4,5,6,8,9}, 6);

泛型方法的重載
class MyClass {
void F1<T>(T[] a, int i); // 不可以構成重載方法
void F1<U>(U[] a, int i);
void F2<T>(int x); //可以構成重載方法
void F2(int x);
//兩句申明一樣，where字句,T繼承A，泛型參數必需要繼承A
void F3<T>(T t) where T : A; //不可以構成重載方法
void F3<T>(T t) where T : B;
}
泛型方法的重寫
abstract class Base
{
public abstract T F<T,U>(T t, U u) where U: T;
public abstract T G<T>(T t) where T: IComparable;
}
class Derived: Base{
//合法的重寫，約束被預設繼承，只需要寫方法的簽名
public override X F<X,Y>(X x, Y y) { }
//非法的重寫，指定任何約束都是多餘的
//重寫的時候，不能寫約束，也不添加新的約束，只能繼承父類的約束。
public override T G<T>(T t) where T: IComparable {}
}
泛型約束簡介
• C#泛型要求對“所有泛型型別或泛型方法的型別參數”的任何假定，都要基於“顯式的約束”，以維護
C#所要求的型別安全。
• “顯式約束”由where子句表達，可以指定“基類約束”，“介面約束”，“構造器約束”“實值型別/參考型別約束”共四種約束。
• “顯式約束”並非必須，如果沒有指定“顯式約束”，泛型型別參數將只能訪問System.Object類型中的公有方法。
基類約束
class A { public void F1() {…} }
class B { public void F2() {…} }
class C<S,T>
where S: A // S繼承自A
where T: B // T繼承自B
{
// 可以在類型為S的變數上調用F1，
// 可以在類型為T的變數上調用F2
….
}
介面約束
interface IPrintable { void Print(); }
interface IComparable<T> { int CompareTo(T v);}
interface IKeyProvider<T> { T GetKey(); }
class Dictionary<K,V>
where K: IComparable<K>
where V: IPrintable, IKeyProvider<K>
{
// 可以在類型為K的變數上調用CompareTo，
// 可以在類型為V的變數上調用Print和GetKey
….
}
構造器約束
class A { public A() { } }
class B { public B(int i) { } }
class C<T>
where T : new()
{
//可以在其中使用T t=new T();
….
}
C<A> c=new C<A>(); //可以，A有無參構造器
C<B> c=new C<B>(); //錯誤，B沒有無參構造器
實值型別/參考型別約束
public struct A { … }
public class B { … }
class C<T>
where T : struct
{
// T在這裡面是一個實值型別
…
}
C<A> c=new C<A>(); //可以，A是一個實值型別
C<B> c=new C<B>(); //錯誤，B是一個參考型別

總結
• C#的泛型能力由CLR在運行時支援，它既不同於C++在編譯時間所支援的靜態模板，也不同於Java在編譯器層面使用“搽拭法”支援的簡單的泛型。
• C#的泛型支援包括類、結構、介面、委託共四種泛型型別，以及方法成員。
• C#的泛型採用“基類, 介面, 構造器, 實值型別/參考型別”的約束方式來實現對型別參數的“顯式約束”，它不支援C++模板那樣的基於簽名的隱式約束。