C#泛型实例详解

本文以实例形式讲述了C#泛型的用法，有助于读者深入理解C#泛型的原理，具体分析如下：

首先需要明白什么时候使用泛型：

当针对不同的数据类型，采用相似的逻辑算法，为了避免重复，可以考虑使用泛型。

一、针对类的泛型

针对不同类型的数组，写一个针对数组的"冒泡排序"。

1.思路

● 针对类的泛型，泛型打在类旁。
● 由于在"冒泡排序"中需要对元素进行比较，所以泛型要约束成实现IComparable接口。

 class Program

 {

   static void Main(string[] args)

   {

     SortHelper<int> isorter = new SortHelper<int>();

     int[] iarray = {, , , , };

     isorter.BubbleSort(iarray);

     foreach (int item in iarray)

     {

       Console.Write(item+ ", ");

     }

     Console.ReadKey();

   }

 }

 public class SortHelper<T> where T : IComparable

 {

   public void BubbleSort(T[] array)

   {

     int length = array.Length;

     for (int i = ; i <= length -; i++)

     {

       for (int j = length - ; j >= ; j--)

       {

         if (array[j].CompareTo(array[j-]) < )

         {

           T temp = array[j];

           array[j] = array[j - ];

           array[j - ] = temp;

         }

       }

     }

   }

 }

运行结果如下图所示：

2.关于泛型约束

where T : IComparable 把T约束为实现IComparable接口
where T : class
where T : struct
where T : IComparable, new() 约束泛型必须有构造函数

3.关于冒泡算法

● 之所以for (int i = 0; i <= length -2; i++)，这是边界思维，比如有一个长度为5的数组，如果0号位元素最终调换到4号位，每次调一个位，需要经过4次才能到4号位，即for(int i = 0; i <= 5-2, i++)，i依次为0， 1， 2， 4，期间经历了4次。

● 至于for (int j = length - 1; j >= 1; j--)循环，即遍历从最后一个元素开始到索引为1的元素，每次与前一个位置上的元素比较。

4.关于比较

int类型之所以能比较，是因为int类型也实现了IComparable接口。

byte类型也一样实现了IComparable接口。

二、自定义一个类，使之也能实现冒泡算法

冒泡算法涉及到元素比较，所以自定义类必须实现IComparable接口。

 class Program

 {

   static void Main(string[] args)

   {

     Book[] bookArray = new Book[];

     Book book1 = new Book(, "书一");

     Book book2 = new Book(, "书二");

     bookArray[] = book1;

     bookArray[] = book2;

     Console.WriteLine("冒泡之前：");

     foreach (Book b in bookArray)

     {

       Console.WriteLine("书名：{0}，价格：{1}", b.Title, b.Price);

     }

     SortHelper<Book> sorter = new SortHelper<Book>();

     sorter.BubbleSort(bookArray);

     Console.WriteLine("冒泡之后：");

     foreach (Book b in bookArray)

     {

       Console.WriteLine("书名：{0}，价格：{1}", b.Title, b.Price);

     }

     Console.ReadKey();

   }

 }

 public class SortHelper<T> where T : IComparable

 {

   public void BubbleSort(T[] array)

   {

     int length = array.Length;

     for (int i = ; i <= length -; i++)

     {

       for (int j = length - ; j >= ; j--)

       {

         if (array[j].CompareTo(array[j-]) < )

         {

           T temp = array[j];

           array[j] = array[j - ];

           array[j - ] = temp;

         }

       }

     }

   }

 }

 //自定义类实现IComparable接口

 public class Book : IComparable

 {

   private int price;

   private string title;

   public Book(){}

   public Book(int price, string title)

   {

     this.price = price;

     this.title = title;

   }

   public int Price

   {

     get { return this.price; }

   }

   public string Title

   {

     get { return this.title; }

   }

   public int CompareTo(object obj)

   {

     Book book = (Book)obj;

     return this.Price.CompareTo(book.Price);

   }

 }

运行结果如下图所示：

三、针对方法的泛型

继续上面的例子，自定义一个类，并定义泛型方法。

 //方法泛型

 public class MethodSortHelper

 {

   public void BubbleSort<T>(T[] array) where T : IComparable

   {

     int length = array.Length;

     for (int i = ; i <= length - ; i++)

     {

       for (int j = length - ; j >= ; j--)

       {

         if (array[j].CompareTo(array[j - ]) < )

         {

           T temp = array[j];

           array[j] = array[j - ];

           array[j - ] = temp;

         }

       }

     }

   }

 }

主程序如下：

 class Program

 {

   static void Main(string[] args)

   {

     Book[] bookArray = new Book[];

     Book book1 = new Book(, "书一");

     Book book2 = new Book(, "书二");

     bookArray[] = book1;

     bookArray[] = book2;

     Console.WriteLine("冒泡之前：");

     foreach (Book b in bookArray)

     {

       Console.WriteLine("书名：{0}，价格：{1}", b.Title, b.Price);

     }

     MethodSortHelper sorter = new MethodSortHelper();

     sorter.BubbleSort<Book>(bookArray);

     Console.WriteLine("冒泡之后：");

     foreach (Book b in bookArray)

     {

       Console.WriteLine("书名：{0}，价格：{1}", b.Title, b.Price);

     }

     Console.ReadKey();

   }

 }

运行结果如下图所示：

另外，使用泛型方法的时候，除了按以下：

MethodSortHelper sorter = new MethodSortHelper(); sorter.BubbleSort<Book>(bookArray);

还可以这样写：

MethodSortHelper sorter = new MethodSortHelper(); sorter.BubbleSort(bookArray);

可见，泛型方法可以根据数组实例隐式推断泛型是否满足条件。

四、泛型的其它优点

1.避免隐式装箱和拆箱

以下包含隐式装箱和拆箱：

 ArrayList list = new ArrayList();

 for(int i = ; i < ; i++)

 {

   list.Add(i); //Add接收的参数类型是引用类型object，这里包含了隐式装箱

 }

 for(int i = ; i < ; i++)

 {

   int value = (int)list[i]; //引用类型强转成值类型，拆箱

   Console.WriteLine(value);

 }

使用泛型避免隐式装箱和拆箱：

 List<int> list = new List<int>();

 for(int i = ; i < ; i++)

 {

   list.Add(i);

 }

 for(int i = ; i < ; i++)

 {

   int value = list[i];

   Console.WriteLine(value);

 }

2.能在编译期间及时发现错误

不使用泛型，在编译期不会报错的一个例子：

ArrayList list = new ArrayList();

int i = 100;

list.Add(i);

string value = (string)list[0];

　　使用泛型，在编译期及时发现错误：

List<int> list = new List<int>();

int i = 100;

list.Add(i);

string value = (string)list[0];

五、使用泛型的技巧

1.在当前文件中给泛型取别名

using IntList = List<int>;

IntList list = new IntList();

list.Add(1);

2.在不同文件中使用泛型别名，定义一个类派生于泛型

public class IntList : List<int>{}

巴特西

C#泛型实例详解

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