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 = {8, 7, 1, 2, 12};
      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 = 0; i <= length -2; i++)
      {
        for (int j = length - 1; j >= 1; j--)
        {
          if (array[j].compareto(array[j-1]) < 0)
          {
            t temp = array[j];
            array[j] = array[j - 1];
            array[j - 1] = 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[2];
      book book1 = new book(100, "书一");
      book book2 = new book(80, "书二");
      bookarray[0] = book1;
      bookarray[1] = 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 = 0; i <= length -2; i++)
      {
        for (int j = length - 1; j >= 1; j--)
        {
          if (array[j].compareto(array[j-1]) < 0)
          {
            t temp = array[j];
            array[j] = array[j - 1];
            array[j - 1] = 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 = 0; i <= length - 2; i++)
      {
        for (int j = length - 1; j >= 1; j--)
        {
          if (array[j].compareto(array[j - 1]) < 0)
          {
            t temp = array[j];
            array[j] = array[j - 1];
            array[j - 1] = temp;
          }
        }
      }
    }
  }
 

主程序如下：

  class program
  {
    static void main(string[] args)
    {
      book[] bookarray = new book[2];
      book book1 = new book(100, "书一");
      book book2 = new book(80, "书二");
      bookarray[0] = book1;
      bookarray[1] = 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 = 0; i < 3; 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 = 0; i < 3; 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 = 0; i < 3; i++)
{
  list.add(i);
}
for(int i = 0; i < 3; 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>{}