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泛型
.NET 2.0 中泛型的出现是一个令人激动的特征。但是,什么是泛型?你需要它们吗?你会在
自己的应用软件中使用它们?在本文中,我们将回答这些问题并细致地分析泛型的使用,能
力及其局限性。
前言
.NET 2.0 中泛型的出现是一个令人激动的特征。但是,什么是泛型?你需要它们吗?你会
在自己的应用软件中使用它们?在本文中,我们将回答这些问题并细致地分析泛型的使用,
能力及其局限性。
类型安全
.NET 中的许多语言如 C#,C++和 VB.NET(选项 strict 为 on)都是强类型语言。作为一个程
序员,当你使用这些语言时,总会期望编译器进行类型安全的检查。例如,如果你把对一
个 Book 类型的引用转换成一个 Vehicle 型的引用,编译器将告诉你这样的 cast 是无效的。
然而,当谈到.NET 1.0 和 1.1 中的集合时,它们是无助于类 型安全的。请考虑一个
ArrayList 的例子,它拥有一个对象集合--这允许你把任何类型的对象放于该 ArrayList 中。
让我们看一下例 1 中的代码。
例 1.缺乏类型安全的 ArrayList
using System;
using System.Collections;
namespace TestApp
{
class Test
{
[STAThread]
static void Main(string[] args)
{
ArrayList list = new ArrayList();
list.Add(3);
list.Add(4);
//list.Add(5.0);
1
int total = 0;
foreach(int val in list)
{
total = total + val;
}
Console.WriteLine("Total is {0}", total);
}
}
}
本例中,我们建立了一个 ArrayList 的实例,并把 3 和 4 添加给它。然后我循环遍历该
ArrayList,从中取出整型值然后把它们相加。这个程序将产生结果"Total is 7"。现在,如果
我注释掉下面这句:
list.Add(5.0);
程序将产生如下的运行时刻异常:
Unhandled Exception: System.InvalidCastException: Specified cast is not valid.
AtTestApp.Test.Main(String[]args)in :workareatestappclass1.cs:line 17
哪里出错了呢?记住 ArrayList 拥有一个集合的对象。当你把 3 加到 ArrayList 上时,你
已把值 3 装箱了。当你循环该列表时,你是把元素拆箱成 int 型。然而,当你添加值 5.0 时,
你在装箱一个 double 型值。在第 17 行,那个 double 值被拆箱成一个 int 型。这就是失败的
原因。
注意:上面的实例,如果是用 VB.net 书写的话,是不会失败的。原因在于,VB.NET 不使
用装箱机制,它激活一个把该 double 转换成整型的方法。但是,如果 ArrayList 中的值是不
能转换成整型的,VB.NET 代码还会失败。
作为一个习惯于使用语言提供的类型安全的程序员,你希望这样的问题在编译期间浮出
水面,而不是在运行时刻。这正是泛型产生的原因。
什么是泛型
泛型允许你在编译时间实现类型安全。它们允许你创建一个数据结构而不限于一特定的
数据类型。然而,当使用该数据结构时,编译器保证它使用的类型与类型安全是相一致的
泛型提供了类型安全,但是没有造成任何性能损失和代码臃肿。在这方面,它们很类似于
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C++中的模板,不过它们在实现上是很不同的。
使用泛型集合
.NET 2.0 的 System.Collections.Generics 命名空间包含了泛型集合定义。各种不同的集
合/容器类都被"参数化"了。为使用它们,只需简单地指定参数化的类型即可。
例 2.类型安全的泛型列表
List<int> aList = new List<int>();
aList.Add(3);
aList.Add(4);
// aList.Add(5.0);
int total = 0;
foreach(int val in aList)
{
total = total + val;
}
Console.WriteLine("Total is {0}", total);
在例 2 中,我编写了一个泛型的列表的例子,在尖括号内指定参数类型为 int。该代码
的执行将产生结果"Total is 7"。现在,如果我去掉语句 doubleList.Add(5.0)的注释,我将得到
一个编译错误。编译器指出它不能发送值 5.0 到方法 Add(),因为该方法仅接受 int 型。不同
于例 1,这里的代码实现了类型安全。
CLR 对于泛型的支持
泛型不仅是一个语言级上的特征。.NET CLR 能识别出泛型。在这种意义上说,泛型的
使用是.NET 中最为优秀的特征之一。对每个用于泛型化的类型的参数,类也同样没有脱离
开微软中间语言(MSIL)。换句话说,你的配件集仅包含你的参数化的数据结构或类的一个定
义,而不管使用多少种不同的类型来表达该参数化的类型。例如,如果你定义一个泛型类型
MyList<T>,仅仅该类型的一个定义出现在 MSIL 中。当程序执行时,不同的类被动态地创
建,每个类对应该参数化类型的一种类型。如果你使用 MyList<int>和 MyList<double>,有
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bill131420
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