C#泛型运作原理的深入理解
前言#
我们都知道泛型在c#的重要性,泛型是oop语言中三大特征的多态的最重要的体现,几乎泛型撑起了整个.net框架,在讲泛型之前,我们可以抛出一个问题,我们现在需要一个可扩容的数组类,且满足所有类型,不管是值类型还是引用类型,那么在没有用泛型方法实现,如何实现?
一.泛型之前的故事#
我们肯定会想到用object来作为类型参数,因为在c#中,所有类型都是基于object类型的。因此object是所有类型的最基类,那么我们的可扩容数组类如下:
public class arrayexpandable { private object?[] _items = null; private int _defaultcapacity = 4; private int _size; public object? this[int index] { get { if (index < 0 || index >= _size) throw new argumentoutofrangeexception(nameof(index)); return _items[index]; } set { if (index < 0 || index >= _size) throw new argumentoutofrangeexception(nameof(index)); _items[index] = value; } } public int capacity { get => _items.length; set { if (value < _size) { throw new argumentoutofrangeexception(nameof(value)); } if (value != _items.length) { if (value > 0) { object[] newitems = new object[value]; if (_size > 0) { array.copy(_items, newitems, _size); } _items = newitems; } else { _items = new object[_defaultcapacity]; } } } } public int count => _size; public arrayexpandable() { _items = new object?[0]; } public arrayexpandable(int capacity) { _items = new object?[capacity]; } public void add(object? value) { //数组元素为0或者数组元素容量满 if (_size == _items.length) ensurescapacity(_size + 1); _items[_size] = value; _size++; } private void ensurescapacity(int size) { if (_items.length < size) { int newcapacity = _items.length == 0 ? _defaultcapacity : _items.length * 2; if (newcapacity < size) newcapacity = size; capacity = newcapacity; } }
然后我们来验证下:
var arraystr = new arrayexpandable(); var strs = new string[] { "ryzen", "reed", "wymen" }; for (int i = 0; i < strs.length; i++) { arraystr.add(strs[i]); string value = (string)arraystr[i];//改为int value = (int)arraystr[i] 运行时报错 console.writeline(value); } console.writeline($"now {nameof(arraystr)} capacity:{arraystr.capacity}"); var array = new arrayexpandable(); for (int i = 0; i < 5; i++) { array.add(i); int value = (int)array[i]; console.writeline(value); } console.writeline($"now {nameof(array)} capacity:{array.capacity}");
输出:
copy
ryzen
reed
wymen
gavin
now arraystr capacity:4
0
1
2
3
4
now array capacity:8
貌似输出结果是正确的,能够动态进行扩容,同样的支持值类型struct的int32和引用类型的字符串,但是其实这里会发现一些问题,那就是
- 引用类型string进行了类型转换的验证
- 值类型int32进行了装箱和拆箱操作,同时进行类型转换类型的检验
- 发生的这一切都是在运行时的,假如类型转换错误,得在运行时才能报错
大致执行模型如下:
引用类型:
值类型:
那么有没有一种方法能够避免上面遇到的三种问题呢?在借鉴了cpp的模板和java的泛型经验,在c#2.0的时候推出了更适合.net体系下的泛型
二.用泛型实现#
public class arrayexpandable<t> { private t[] _items; private int _defaultcapacity = 4; private int _size; public t this[int index] { get { if (index < 0 || index >= _size) throw new argumentoutofrangeexception(nameof(index)); return _items[index]; } set { if (index < 0 || index >= _size) throw new argumentoutofrangeexception(nameof(index)); _items[index] = value; } } public int capacity { get => _items.length; set { if (value < _size) { throw new argumentoutofrangeexception(nameof(value)); } if (value != _items.length) { if (value > 0) { t[] newitems = new t[value]; if (_size > 0) { array.copy(_items, newitems, _size); } _items = newitems; } else { _items = new t[_defaultcapacity]; } } } } public int count => _size; public arrayexpandable() { _items = new t[0]; } public arrayexpandable(int capacity) { _items = new t[capacity]; } public void add(t value) { //数组元素为0或者数组元素容量满 if (_size == _items.length) ensurescapacity(_size + 1); _items[_size] = value; _size++; } private void ensurescapacity(int size) { if (_items.length < size) { int newcapacity = _items.length == 0 ? _defaultcapacity : _items.length * 2; if (newcapacity < size) newcapacity = size; capacity = newcapacity; } } }
那么测试代码则改写为如下:
var arraystr = new arrayexpandable<string>(); var strs = new string[] { "ryzen", "reed", "wymen", "gavin" }; for (int i = 0; i < strs.length; i++) { arraystr.add(strs[i]); string value = arraystr[i];//改为int value = arraystr[i] 编译报错 console.writeline(value); } console.writeline($"now {nameof(arraystr)} capacity:{arraystr.capacity}"); var array = new arrayexpandable<int>(); for (int i = 0; i < 5; i++) { array.add(i); int value = array[i]; console.writeline(value); } console.writeline($"now {nameof(array)} capacity:{array.capacity}");
输出:
copy
ryzen
reed
wymen
gavin
now arraystr capacity:4
0
1
2
3
4
now array capacity:8
我们通过截取部分arrayexpandable<t>的il查看其本质是个啥:
//声明类 .class public auto ansi beforefieldinit metatest.arrayexpandable`1<t> extends [system.runtime]system.object { .custom instance void [system.runtime]system.reflection.defaultmemberattribute::.ctor(string) = ( 01 00 04 49 74 65 6d 00 00 ) } //add方法 .method public hidebysig instance void add(!t 'value') cil managed { // 代码大小 69 (0x45) .maxstack 3 .locals init (bool v_0) il_0000: nop il_0001: ldarg.0 il_0002: ldfld int32 class metatest.arrayexpandable`1<!t>::_size il_0007: ldarg.0 il_0008: ldfld !0[] class metatest.arrayexpandable`1<!t>::_items il_000d: ldlen il_000e: conv.i4 il_000f: ceq il_0011: stloc.0 il_0012: ldloc.0 il_0013: brfalse.s il_0024 il_0015: ldarg.0 il_0016: ldarg.0 il_0017: ldfld int32 class metatest.arrayexpandable`1<!t>::_size il_001c: ldc.i4.1 il_001d: add il_001e: call instance void class metatest.arrayexpandable`1<!t>::ensurescapacity(int32) il_0023: nop il_0024: ldarg.0 il_0025: ldfld !0[] class metatest.arrayexpandable`1<!t>::_items il_002a: ldarg.0 il_002b: ldfld int32 class metatest.arrayexpandable`1<!t>::_size il_0030: ldarg.1 il_0031: stelem !t il_0036: ldarg.0 il_0037: ldarg.0 il_0038: ldfld int32 class metatest.arrayexpandable`1<!t>::_size il_003d: ldc.i4.1 il_003e: add il_003f: stfld int32 class metatest.arrayexpandable`1<!t>::_size il_0044: ret } // end of method arrayexpandable`1::add
原来定义的时候就是用了个t作为占位符,起一个模板的作用,我们对其实例化类型参数的时候,补足那个占位符,我们可以在编译期就知道了其类型,且不用在运行时进行类型检测,而我们也可以对比arrayexpandable和arrayexpandable<t>在类型为值类型中的il,查看是否进行拆箱和装箱操作,以下为il截取部分:
arrayexpandable:
il_0084: newobj instance void genericsample.arrayexpandable::.ctor() il_0089: stloc.2 il_008a: ldc.i4.0 il_008b: stloc.s v_6 il_008d: br.s il_00bc il_008f: nop il_0090: ldloc.2 il_0091: ldloc.s v_6 il_0093: box [system.runtime]system.int32 //box为装箱操作 il_0098: callvirt instance void genericsample.arrayexpandable::add(object) il_009d: nop il_009e: ldloc.2 il_009f: ldloc.s v_6 il_00a1: callvirt instance object genericsample.arrayexpandable::get_item(int32) il_00a6: unbox.any [system.runtime]system.int32 //unbox为拆箱操作
arrayexpandable:
il_007f: newobj instance void class genericsample.arrayexpandable`1<int32>::.ctor() il_0084: stloc.2 il_0085: ldc.i4.0 il_0086: stloc.s v_6 il_0088: br.s il_00ad il_008a: nop il_008b: ldloc.2 il_008c: ldloc.s v_6 il_008e: callvirt instance void class genericsample.arrayexpandable`1<int32>::add(!0) il_0093: nop il_0094: ldloc.2 il_0095: ldloc.s v_6 il_0097: callvirt instance !0 class genericsample.arrayexpandable`1<int32>::get_item(int32)
我们从il也能看的出来,arrayexpandable<t>的t作为一个类型参数,在编译后在il已经确定了其类型,因此当然也就不存在装拆箱的情况,在编译期的时候ide能够检测类型,因此也就不用在运行时进行类型检测,但并不代表不能通过运行时检测类型(可通过is和as),还能通过反射体现出泛型的灵活性,后面会讲到
其实有了解arraylist和list的朋友就知道,arrayexpandable和arrayexpandable<t>其实现大致就是和它们一样,只是简化了很多的版本,我们这里可以通过 benchmarkdotnet 来测试其性能对比,代码如下:
[simplejob(runtimemoniker.netcoreapp31,baseline:true)] [simplejob(runtimemoniker.netcoreapp50)] [memorydiagnoser] public class testclass { [benchmark] public void enumae_valuetype() { arrayexpandable array = new arrayexpandable(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { array.add(i);//装箱 int value = (int)array[i];//拆箱 } array = null;//确保进行垃圾回收 } [benchmark] public void enumae_reftype() { arrayexpandable array = new arrayexpandable(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { array.add("r"); string value = (string)array[i]; } array = null;//确保进行垃圾回收 } [benchmark] public void enumae_gen_valuetype() { arrayexpandable<int> array = new arrayexpandable<int>(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { array.add(i); int value = array[i]; } array = null;//确保进行垃圾回收; } [benchmark] public void enumae_gen_reftype() { arrayexpandable<string> array = new arrayexpandable<string>(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { array.add("r"); string value = array[i]; } array = null;//确保进行垃圾回收; } [benchmark] public void enumlist_valuetype() { list<int> array = new list<int>(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { array.add(i); int value = array[i]; } array = null;//确保进行垃圾回收; } [benchmark] public void enumlist_reftype() { list<string> array = new list<string>(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { array.add("r"); string value = array[i]; } array = null;//确保进行垃圾回收; } [benchmark(baseline =true)] public void enumaraaylist_valuetype() { arraylist array = new arraylist(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { array.add(i); int value = (int)array[i]; } array = null;//确保进行垃圾回收; } [benchmark] public void enumaraaylist_reftype() { arraylist array = new arraylist(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { array.add("r"); string value = (string)array[i]; } array = null;//确保进行垃圾回收; } }
我还加入了.netcore3.1和.net5的对比,且以.netcore3.1的enumaraaylist_valuetype方法为基准,性能测试结果如下:
用更直观的柱形图来呈现:
我们能看到在这里list的性能在引用类型和值类型中都是所以当中是最好的,不管是执行时间、gc次数,分配的内存空间大小,都是最优的,同时.net5在几乎所有的方法中性能都是优于.netcore3.1,这里还提一句,我实现的arrayexpandable和arrayexpandable<t>性能都差于arraylist和list,我还没实现ilist和各种方法,只能说句dotnet基金会牛逼
三.泛型的多态性#
多态的声明#
类、结构、接口、方法、和委托可以声明一个或者多个类型参数,我们直接看代码:
interface ifoo<interfacet> { void interfacementhod(interfacet interfacet); } class foo<classt, classt1>: ifoo<stringbuilder> { public classt1 field; public delegate void mydelegate<delegatet>(delegatet delegatet); public void delegatementhod<delegatet>(delegatet delegatet, mydelegate<delegatet> mydelegate) { mydelegate(delegatet); } public static string operator +(foo<classt, classt1> foo,string s) { return $"{s}:{foo.gettype().name}"; } public list<classt> property{ get; set; } public classt1 property1 { get; set; } public classt this[int index] => property[index];//没判断越界 public foo(list<classt> classt, classt1 classt1) { property = classt; property1 = classt1; field = classt1; console.writeline($"构造函数:parameter1 type:{property.gettype().name},parameter2 type:{property1.gettype().name}"); } //方法声明了多个新的类型参数 public void method<menthodt, menthodt1>(menthodt menthodt, menthodt1 menthodt1) { console.writeline($"method<menthodt, menthodt1>:{(menthodt.gettype().name)}:{menthodt.tostring()}," + $"{menthodt1.gettype().name}:{menthodt1.tostring()}"); } public void method(classt classt) { console.writeline($"{nameof(method)}:{classt.gettype().name}:classt?.tostring()"); } public void interfacementhod(stringbuilder interfacet) { console.writeline(interfacet.tostring()); } }
控制台测试代码:
static void main(string[] args) { test(); console.readline(); } static void test() { var list = new list<int>() { 1, 2, 3, 4 }; var foo = new foo<int, string>(list, "ryzen"); var index = 0; console.writeline($"索引:索引{index}的值:{foo[index]}"); console.writeline($"filed:{foo.field}"); foo.method(2333); foo.method<datetime, long>(datetime.now, 2021); foo.delegatementhod<string>("this is a delegate", delegatementhod); foo.interfacementhod(new stringbuilder().append("interfacementhod:this is a interfacemthod")); console.writeline(foo+"重载+运算符"); } static void delegatementhod(string str) { console.writeline($"{nameof(delegatementhod)}:{str}"); }
输出如下:
构造函数:parameter1 type:list`1,parameter2 type:string
索引:索引0的值:1
filed:ryzen
method:int32:classt?.tostring()
method<menthodt, menthodt1>:datetime:2021/03/02 11:45:40,int64:2021
delegatementhod:this is a delegate
interfacementhod:this is a interfacemthod
重载+运算符:foo`2
我们通过例子可以看到的是:
- 类(结构也可以),接口,委托,方法都可以声明一个或多个类型参数,体现了声明的多态性
- 类的函数成员:属性,字段,索引,构造器,运算符只能引入类声明的类型参数,不能够声明,唯有方法这一函数成员具备声明和引用类型参数两种功能,由于具备声明功能,因此可以声明和委托一样的类型参数并且引用它,这也体现了方法的多态性
多态的继承#
父类和实现类或接口的接口都可以是实例化类型,直接看代码:
interface ifoobase<ibaset>{} interface ifoo<interfacet>: ifoobase<string> { void interfacementhod(interfacet interfacet); } class foobase<classt> { } class foo<classt, classt1>: foobase<classt>,ifoo<stringbuilder>{}
我们可以通过例子看出:
- 由于foo的基类foobase定义的和foo有着共享的类型参数classt,因此可以在继承的时候不实例化类型
- 而foo和ifoo接口没定义相同的类型参数,因此可以在继承的时候实例化出接口的类型参数stringbuild出来
- ifoo和ifoobase没定义相同的类型参数,因此可以在继承的时候实例化出接口的类型参数string出来
- 上述都体现出继承的多态性
多态的递归#
我们定义如下一个类和一个方法,且不会报错:
class d<t> { } class c<t> : d<c<c<t>>> { void foo() { var foo = new c<c<t>>(); console.writeline(foo.tostring()); } }
因为t能在实例化的时候确定其类型,因此也支持这种循环套用自己的类和方法的定义
四.泛型的约束#
where的约束#
我们先上代码:
class foobase{ } class foo : foobase { } class someclass<t,k> where t:struct where k :foobase,new() { } static void testconstraint() { var someclass = new someclass<int, foo>();//通过编译 //var someclass = new someclass<string, foo>();//编译失败,string不是struct类型 //var someclass = new someclass<string, long>();//编译失败,long不是foobase类型 }
再改动下foo类:
class foo : foobase { public foo(string str) { } } static void testconstraint() { var someclass = new someclass<int, foo>();//编译失败,因为new()约束必须类含有一个无参构造器,可以再给foo类加上个无参构造器就能编译通过 }
我们可以看到,通过where语句,可以对类型参数进行约束,而且一个类型参数支持多个约束条件(例如k),使其在实例化类型参数的时候,必须按照约束的条件对应实例符合条件的类型,而where条件约束的作用就是起在编译期约束类型参数的作用
out和in的约束#
说到out和in之前,我们可以说下协变和逆变,在c#中,只有泛型接口和泛型委托可以支持协变和逆变
协变#
我们先看下代码:
class foobase{ } class foo : foobase { } interface ibar<t> { t getvalue(t t); } class bar<t> : ibar<t> { public t getvalue(t t) { return t; } } static void test() { var foo = new foo(); foobase foobase = foo;//编译成功 ibar<foo> bar = new bar<foo>(); ibar<foobase> bar1 = bar;//编译失败 }
这时候你可能会有点奇怪,为啥那段代码会编译失败,明明foo类可以隐式转为foobase,但作为泛型接口类型参数实例化却并不能呢?使用out约束泛型接口ibar的t,那段代码就会编译正常,但是会引出另外一段编译报错:
interface ibar<out t> { t getvalue(string str);//编译成功 //t getvalue(t t);//编译失败 t不能作为形参输入,用out约束t支持协变,t可以作为返回值输出 } ibar<foo> bar = new bar<foo>(); ibar<foobase> bar1 = bar;//编译正常
因此我们可以得出以下结论:
- 由于foo继承foobase,本身子类foo包含着父类允许访问的成员,因此能隐式转换父类,这是类型安全的转换,因此叫协变
- 在为泛型接口用out标识其类型参数支持协变后,约束其方法的返回值和属性的get(本质也是个返回值的方法)才能引用所声明的类型参数,也就是作为输出值,用out很明显的突出了这一意思
而支持迭代的泛型接口ienumerable也是这么定义的:
public interface ienumerable<out t> : ienumerable { new ienumerator<t> getenumerator(); }
逆变#
我们将上面代码改下:
class foobase{ } class foo : foobase { } interface ibar<t> { t getvalue(t t); } class bar<t> : ibar<t> { public t getvalue(t t) { return t; } } static void test1() { var foobase = new foobase(); foo foo = (foo)foobase;//编译通过,运行时报错 ibar<foobase> bar = new bar<foobase>(); ibar<foo> bar1 = (ibar<foo>)bar;//编译通过,运行时报错 }
我们再改动下ibar,发现出现另外一处编译失败
interface ibar<in t> { void getvalue(t t);//编译成功 //t getvalue(t t);//编译失败 t不能作为返回值输出,用in约束t支持逆变,t可以作为返回值输出 } ibar<foobase> bar = new bar<foobase>(); ibar<foo> bar1 = (ibar<foo>)bar;//编译通过,运行时不报错 ibar<foo> bar1 = bar;//编译通过,运行时不报错
因此我们可以得出以下结论:
- 由于foobase是foo的父类,并不包含子类的*的成员,转为为子类foo是类型不安全的,因此在运行时强式转换的报错了,但编译期是不能够确认的
- 在为泛型接口用in标识其类型参数支持逆变后,in约束其接口成员不能将其作为返回值(输出值),我们会发现协变和逆变正是一对反义词
- 这里提一句,值类型是不支持协变和逆变的
同样的泛型委托action就是个逆变的例子:
public delegate void action<in t>(t obj);
五.泛型的反射#
我们先来看看以下代码:
static void main(string[] args) { var lsint = new arrayexpandable<int>(); lsint.add(1); var lsstr = new arrayexpandable<string>(); lsstr.add("ryzen"); var lsstr1 = new arrayexpandable<string>(); lsstr.add("ryzen"); }
然后通过ildasm查看其il,开启视图-》显示标记值,查看main方法:
void main(string[] args) cil managed { .entrypoint // 代码大小 52 (0x34) .maxstack 2 .locals /*11000001*/ init (class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<int32> v_0, class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<string> v_1, class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<string> v_2) il_0000: nop il_0001: newobj instance void class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<int32>/*1b000001*/::.ctor() /* 0a00000c */ il_0006: stloc.0 il_0007: ldloc.0 il_0008: ldc.i4.1 il_0009: callvirt instance void class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<int32>/*1b000001*/::add(!0) /* 0a00000d */ il_000e: nop il_000f: newobj instance void class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<string>/*1b000002*/::.ctor() /* 0a00000e */ il_0014: stloc.1 il_0015: ldloc.1 il_0016: ldstr "ryzen" /* 70000001 */ il_001b: callvirt instance void class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<string>/*1b000002*/::add(!0) /* 0a00000f */ il_0020: nop il_0021: newobj instance void class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<string>/*1b000002*/::.ctor() /* 0a00000e */ il_0026: stloc.2 il_0027: ldloc.1 il_0028: ldstr "ryzen" /* 70000001 */ il_002d: callvirt instance void class metatest.arrayexpandable`1/*02000003*/<string>/*1b000002*/::add(!0) /* 0a00000f */ il_0032: nop il_0033: ret } // end of method program::main
打开元数据表将上面所涉及到的元数据定义表和类型规格表列出:
metainfo:
-----------定义部分 typedef #2 (02000003) ------------------------------------------------------- typdefname: metatest.arrayexpandable`1 (02000003) flags : [public] [autolayout] [class] [ansiclass] [beforefieldinit] (00100001) extends : 0100000c [typeref] system.object 1 generic parameters (0) genericparamtoken : (2a000001) name : t flags: 00000000 owner: 02000003 method #8 (0600000a) ------------------------------------------------------- methodname: add (0600000a) flags : [public] [hidebysig] [reuseslot] (00000086) rva : 0x000021f4 implflags : [il] [managed] (00000000) callcnvntn: [default] hasthis returntype: void 1 arguments argument #1: var!0 1 parameters (1) paramtoken : (08000007) name : value flags: [none] (00000000) ------类型规格部分 typespec #1 (1b000001) ------------------------------------------------------- typespec : genericinst class metatest.arrayexpandable`1< i4> //14代表int32 memberref #1 (0a00000c) ------------------------------------------------------- member: (0a00000c) .ctor: callcnvntn: [default] hasthis returntype: void no arguments. memberref #2 (0a00000d) ------------------------------------------------------- member: (0a00000d) add: callcnvntn: [default] hasthis returntype: void 1 arguments argument #1: var!0 typespec #2 (1b000002) ------------------------------------------------------- typespec : genericinst class metatest.arrayexpandable`1< string> memberref #1 (0a00000e) ------------------------------------------------------- member: (0a00000e) .ctor: callcnvntn: [default] hasthis returntype: void no arguments. memberref #2 (0a00000f) ------------------------------------------------------- member: (0a00000f) add: callcnvntn: [default] hasthis returntype: void 1 arguments argument #1: var!0
这时候我们就可以看出,元数据为泛型类arrayexpandable<t>定义一份定义表,生成两份规格,也就是当你实例化类型参数为int和string的时候,分别生成了两份规格代码,同时还发现以下的现象:
var lsint = new arrayexpandable<int>();//引用的是类型规格1b000001的成员0a00000c .ctor构造 lsint.add(1);//引用的是类型规格1b000001的成员0a00000d add var lsstr = new arrayexpandable<string>();//引用的是类型规格1b000002的成员0a00000e .ctor构造 lsstr.add("ryzen");//引用的是类型规格1b000002的成员0a00000f add var lsstr1 = new arrayexpandable<string>();//和lsstr一样 lsstr.add("ryzen");//和lsstr一样
非常妙的是,当你实例化两个一样的类型参数string,是共享一份类型规格的,也就是同享一份本地代码,因此上面的代码在线程堆栈和托管堆的大致是这样的:
由于泛型也有元数据的存在,因此可以对其做反射:
console.writeline($"-----------{nameof(lsint)}---------------"); console.writeline($"{nameof(lsint)} is generic?:{lsint.gettype().isgenerictype}"); console.writeline($"generic type:{lsint.gettype().getgenericarguments()[0].name}"); console.writeline("---------menthods:"); foreach (var method in lsint.gettype().getmethods()) { console.writeline(method.name); } console.writeline("---------properties:"); foreach (var property in lsint.gettype().getproperties()) { console.writeline($"{property.propertytype.tostring()}:{property.name}"); } console.writeline($"\n-----------{nameof(lsstr)}---------------"); console.writeline($"{nameof(lsstr)} is generic?:{lsstr.gettype().isgenerictype}"); console.writeline($"generic type:{lsstr.gettype().getgenericarguments()[0].name}"); console.writeline("---------menthods:"); foreach (var method in lsstr.gettype().getmethods()) { console.writeline(method.name); } console.writeline("---------properties:"); foreach (var property in lsstr.gettype().getproperties()) { console.writeline($"{property.propertytype.tostring()}:{property.name}"); }
输出:
-----------lsint---------------
lsint is generic?:true
generic type:int32
---------menthods:
get_item
set_item
get_capacity
set_capacity
get_count
add
gettype
tostring
equals
gethashcode
---------properties:
system.int32:item
system.int32:capacity
system.int32:count
-----------lsstr---------------
lsstr is generic?:true
generic type:string
---------menthods:
get_item
set_item
get_capacity
set_capacity
get_count
add
gettype
tostring
equals
gethashcode
---------properties:
system.string:item
system.int32:capacity
system.int32:count
六.总结#
泛型编程作为.net体系中一个很重要的编程思想,主要有以下亮点:
- 编译期确定类型,避免值类型的拆装箱和不必要的运行时类型检验,同样运行时也能通过is和as进行类型检验
- 通过约束进行对类型参数实例化的范围
- 同时在il层面,实例化相同类型参数的时候共享一份本地代码
- 由于元数据的存在,也能在运行时进行反射,增强其灵活性
参考#
design and implementation of generics for the .net common language runtime
https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/generics/
《clr via c# 第四版》
《你必须知道的.net(第二版)》
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