為什麼要使用C#泛型?
為了瞭解這個問題，我們先看下面的代碼，代碼省略了一些內容，但功能是實現一個棧，這個棧只能處理int資料類型：
public class Stack { PRivate int[] m_item; public int Pop(){...} public void Push(int item){...} public Stack(int i) { this.m_item = new int[i]; } } 上面代碼啟動並執行很好，但是，當我們需要一個棧來儲存string類型時，該怎麼辦呢？很多人都會想到把上面的代碼複製一份，把int改成string不就行了。當然，這樣做本身是沒有任何問題的，但一個優秀的程式是不會這樣做的，因為他想到若以後再需要long、Node類型的棧該怎樣做呢？還要再複製嗎？優秀的程式員會想到用一個通用的資料類型object來實現這個棧：
public class Stack { private object[] m_item; public object Pop(){...} public void Push(object item){...} public Stack(int i) { this.m_item = new[i]; } } 這個棧寫的不錯，他非常靈活，可以接收任何資料類型，可以說是一勞永逸。但全面地講，也不是沒有缺陷的，主要表現在：
當Stack處理實值型別時，會出現裝箱、折箱操作，這將在託管堆上分配和回收大量的變數，若資料量大，則效能損失非常嚴重。
在處理參考型別時，雖然沒有裝箱和折箱操作，但將用到資料類型的強制轉換操作，增加處理器的負擔。
在資料類型的強制轉換上還有更嚴重的問題（假設stack是Stack的一個執行個體）：
Node1 x = new Node1(); stack.Push(x); Node2 y = (Node2)stack.Pop(); 上面的代碼在編譯時間是完全沒問題的，但由於Push了一個Node1類型的資料，但在Pop時卻要求轉換為Node2類型，這將出現程式運行時的類型轉換異常，但卻逃離了編譯器的檢查。
針對object類型棧的問題，我們引入泛型，他可以優雅地解決這些問題。泛型用用一個通過的資料類型T來代替object，在類執行個體化時指定T的類型，運行時（Runtime）自動編譯為本地代碼，運行效率和代碼品質都有很大提高，並且保證資料類型安全。
使用C#泛型
下面是用泛型來重寫上面的棧，用一個通用的資料類型T來作為一個預留位置，等待在執行個體化時用一個實際的類型來代替。讓我們來看看泛型的威力：
public class Stack { private T[] m_item; public T Pop(){...} public void Push(T item){...} public Stack(int i) { this.m_item = new T[i]; } } 類的寫法不變，只是引入了通用資料類型T就可以適用於任何資料類型，並且型別安全的。這個類的調用方法：
//執行個體化只能儲存int類型的類 Stack a = new Stack(100); a.Push(10); a.Push("8888"); //這一行編譯不通過，因為類a只接收int類型的資料 int x = a.Pop(); //執行個體化只能儲存string類型的類 Stack b = new Stack(100); b.Push(10); //這一行編譯不通過，因為類b只接收string類型的資料 b.Push("8888"); string y = b.Pop(); 這個類和object實現的類有截然不同的區別：
1. 他是型別安全的。執行個體化了int類型的棧，就不能處理string類型的資料，其他資料類型也一樣。
2.無需裝箱和折箱。這個類在執行個體化時，按照所傳入的資料類型產生本地代碼，本地代碼資料類型已確定，所以無需裝箱和折箱。
3. 無需類型轉換。
理論知識：
所謂泛型：即通過參數化型別來實現在同一份代碼上操作多種資料類型。泛型程式設計是一種編程範式，它利用“參數化型別”將類型抽象化，從而實現更為靈活的複用。
C#泛型賦予了代碼更強的型別安全，更好的複用，更高的效率，更清晰的約束。
C#泛型能力由CLR在運行時支援，區別於C++的編譯時間模板機制，和java的編譯時間的“搽拭法”。這使得泛型能力可以在各個支援CLR的語言之間進行無縫的互操作。
C#泛型代碼在被編譯為IL和中繼資料時，採用特殊的預留位置來表示泛型型別，並用專有的IL指令支援泛型操作。而真正的泛型執行個體化工作以“on-demand”的方式，發生在JIT編譯時間。
C#泛型編譯機制如下：
第一輪編譯時間，編譯器只為Stack類型產生“泛型版”的IL代碼和中繼資料，並不進行泛型型別的執行個體化，T在中間只充當預留位置。
JIT編譯時間，當JIT編譯器第一次遇到Stack時，將用int類型替換“泛型版”IL代碼與中繼資料中的T -- 進行泛型型別的執行個體化。
CLR為所有型別參數為“參考型別”的泛型型別產生同一份代碼，但如果型別參數為“實值型別”，對每一個不同的“實值型別”，CLR將為其產生一份獨立的代碼。
C#泛型的幾個特點
如果執行個體化泛型型別的參數相同，那麼JIT編譯器會重複使用該類型，因此C#的動態泛型能力避免了C++靜態模板可能導致的代碼膨脹的問題。
C#泛型型別攜帶有豐富的中繼資料，因此C#的泛型型別可以應用於強大的反射技術。
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“顯示約束”，提高了型別安全的同時，也喪失了C++模板基於“簽名”的隱式約束所具有的高靈活性。
C#泛型類在編譯時間，先產生中間代碼IL，通用類型T只是一個預留位置。在執行個體化類時，根據使用者指定的資料類型代替T並由即時編譯器（JIT）產生本地代碼，這個本地代碼中已經使用了實際的資料類型，等同於用實際類型寫的類，所以不同的封閉類的本地代碼是不一樣的。按照這個原理，我們可以這樣認為：泛型類的不同的封閉類是分別不同的資料類型。
這樣泛型不僅更加靈活，也同時將代碼的簡便和提高到一個層次！不用再為具體不同的重載方法寫具體的代碼了！
C# 泛型是開發工具庫中的一個無價之寶。它們可以提高效能、型別安全和品質，減少重複性的編程任務，簡化總體編程模型，而這一切都是通過優雅的、可讀性強的文法完成的。儘管 C# 泛型的根基是 C++ 範本，但 C# 通過提供編譯時間安全和支援將泛型提高到了一個新水平。C# 利用了兩階段編譯、中繼資料以及諸如約束和一般方法之類的創新性的概念。毫無疑問，C# 的將來版本將繼續發展泛型，以便添加新的功能，並且將泛型擴充到諸如資料訪問或本地化之類的其他 .NET Framework 領域.
以上就是淺談C#泛型的用處的內容，更多相關內容請關注topic.alibabacloud.com（www.php.cn）！
