C#2.0中泛型编程初级入门教程

2005年底，微软正式发布了C# 2.0。与C# 1.x相比，新版本有很多新特性，其中最重要的是对泛型的支持。通过泛型，我们可以在不使用实际数据类型的情况下定义类型安全的数据结构。这可以显著提高性能并获得更高质量的代码。泛型并不是什么新东西。在功能上类似于C++的模板。模板在C++中已经存在很多年了，在C++中也有大量成熟的应用。

讨论了泛型使用中的一般问题，如为什么使用泛型、泛型的编写方法、泛型中数据类型的约束、泛型中使用静态成员需要注意的问题、泛型中的方法重载问题、泛型方法等。通过这些，我们可以大致了解泛型，掌握它的一般应用，写出更简单、更通用、更高效的应用系统。

什么是泛型？

我们在编写程序的时候，经常会遇到两个模块的功能非常相似，只是一个模块处理int数据，另一个模块处理string数据或者其他用户自定义的数据类型。但是，我们别无选择，只能编写多个方法来处理每个数据类型，因为方法的参数类型是不同的。难道没有办法把一个通用的数据类型传入方法，这样代码就可以合并了吗？泛型的出现致力于解决这个问题。看完这篇文章，你会对泛型有更深的理解。

为什么使用泛型？

为了理解这个问题，我们先来看下面这段代码，它省略了一些内容，但是它的作用是实现一个栈，这个栈只能处理int数据类型:

public类Stack
{
private int[]m _ item；
public int Pop(){...}
public void Push(int item){...}
public Stack(int I)
{
this . m _ item = new int[I]；
}
}

上面的代码运行得很好，但是当我们需要一个堆栈来存放字符串类型的时候，我们该怎么办呢？很多人会想到复制上面的代码，把int改成string。当然这样做是没有问题的，但是好的程序是不会这样做的，因为他觉得如果以后需要一个长型和节点型的栈该怎么办。要不要再抄一遍？优秀的程序员会考虑使用通用数据类型对象来实现这个堆栈:

公共类堆栈
{
私有对象[]m _ item；
公共对象Pop(){...}
公共作废推送(对象项目){...}

public Stack(int I)
{
this . m _ item = new[I]；
}

}

这一叠写得好。它非常灵活，可以接收任何数据类型，可以说是一劳永逸。但总的来说，它并非没有缺陷，主要表现在:

Stack处理值类型时，会有装箱和折叠操作，会在托管堆上分配和回收大量变量。如果数据量很大，性能损失会很严重。
在处理引用类型时，虽然没有装箱和折叠操作，但是会使用数据类型的强制转换，增加了处理器的负担。

数据类型转换有更严重的问题(假设stack是Stack的实例):

node 1 x = new node 1()；
堆栈。推(x)；
Node2 y = (Node2)堆栈。pop()；

上面的代码在编译时完全没问题，但是由于推送了一个Node1类型的数据，但是在Pop时要求转换为Node2类型，程序运行时会出现类型转换异常，但是逃脱了编译器的检查。

针对对象类型栈存在的问题，我们引入了泛型，它可以很好地解决这些问题。Generic使用传递的数据类型T代替object，在类实例化时指定T的类型，运行时自动编译成本地代码，大大提高了运行效率和代码质量，保证了数据类型安全。

使用泛型

下面是用泛型重写上面的栈，用一个通用的数据类型T作为占位符，等待实例化时用一个实际类型替换。让我们来看看泛型的威力:

public类Stack
{
private T[]m _ item；
public T Pop(){...}
public void Push(T item){...}

public Stack(int I)
{
this . m _ item = new T[I]；
}
}

类的写法不变，但通过引入通用数据类型T，可以应用于任何数据类型，类型是安全的。该类的调用方法:

//实例化只能容纳int类型的类

栈a =新栈(100)；
a .推送(10)；
a . Push(" 8888 ")；//这一行不会编译，因为A类只接收int
int x = a.Pop()类型的数据；

//实例化只能容纳类型字符串的类

栈b =新栈(100)；
b . Push(10)；//此行编译失败，因为B类只接收string
b.Push("8888 ")类型的数据；
string y = b . Pop()；

此类与object实现的类有很大不同:

1.他是类型安全的。int类型的栈实例化时，string类型的数据无法处理，其他数据类型也无法处理。

2.无需打包和折叠盒子。实例化该类时，会根据传入的数据类型生成本地代码。本地代码的数据类型已经确定，所以不需要装箱和折叠。

3.不需要类型转换。