C#编程（二十八）----------泛型类的功能

泛型类的功能

在创建泛型类时,还需要一些其他的C#关键字.例如,不能把null赋予泛型类型.此时,可以使用default关键字.如果泛型类型不需要object类的功能,但需要调用泛型类上的某些特定方法,就可以定义约束.

例如:

public class DocumentManager<T>

{

private readonly Queue<T> documentQueue = new Queue<T>();

public void AddDocument(T doc)

{

lock (this)

{

documentQueue.Enqueue(doc);

}

}

public bool IsDocumentAvailable

{

get

{

return documentQueue.Count > 0;

}

}

}

这是一个使用泛型文档福安里的实例.文档管理器用于从队列中读取文档.先创建一个新的控制台项目DocumentManager,并添加DocumentManager<T>类.AddDocument()方法将一个文档添加到队列中.如果队列不为空,IsDocumentAvailable只读属性就返回true.

默认值

接下来给DocumentManager<T>类添加衣蛾GetDocument()方法.

public T GetDocument()

{

T doc = default(T);

lock (this)

{

doc = documentQueue.Dequeue();

}

return doc;

}

在这个方法中,应该把类型T指定为null.但是不能把null赋予泛型类型.隐隐是泛型类型也可以实例化为值类型,而null只能用于引用类型.为了解决这个问题,使用了default关键字,通过default关键字,将null赋予引用类型,将0赋予值类型.

default关键字根据上下文可以有多重含义.switch语句使用default定义默认情况,在泛型中,根据泛型类型是引用类型还是值类型,泛型default用于将泛型类型初始化为null或0.

约束

如果泛型类型需要调用泛型类型中的方法,就必须加以约束.对于DocumentManager<T>,文档的所在标题应在DisplayAllDocuments()方法显示.Document类实现带有Title和COntent属性的IDocument接口:

public interface IDocument

{

string Title { get; set; }

string Content { get; set; }

}

public class Document : IDocument

{

public Document()

{

}

public Document(string title, string content)

{

this.Title = title;

this.Content = content;

}

public string Title { get; set; }

public string Content { get; set; }

}

要使用DocumentManager<T>类显示文档,可以将类型T强制转换为IDocument接口,以显示标题:

public void DisplayAllDocument()

{

foreach (T doc in documentQueue)

{

Console.WriteLine(((IDocument)doc).Title);

}

}

问题是,如果类型T没有实现IDocument接口,这个类型强制转换就会导致一个运行异常.最好给DocumentManager<TDocument>类定义一个约束:TDocument类型必须实现IDocument接口.为了在反省类型的名称中指定该要求,将T改为TDocument.where子句指定了实现IDocument接口的要求.

public class DocumentManager<TDocument>

where TDocument : IDocument

{}

这样就可以编写foreach语句,从而使类型TDocument包含属性TItle. Visual Studio InterlliSense和编译器都会提供这个支持.

public void DisplayAllDocument()

{

foreach (TDocument doc in documentQueue)

{

Console.WriteLine(doc.Title);

}

}

在main()方法中,用Document类型实例化Documentmanager

<T>类,而Document类型实现了需要IDocument接口.接着添加和显示新文档,检索其中一个文档:

static void Main()

{

var dm= new Documentmanager<Document>();

dm.AddDocument(new Document(“Title A”,”Sample A”));

dm.AddDocument(new Document(“Title B”,”Sample B”));

dm.DisplayAllDocument();

if (dm.IsDocumentAvailable)

{

Document d=dm.GetDocument();

Console.WriteLine(d.Content);

}

}

DocumentManager现在可以处理任何实现了IDocument接口的类.

在示例应用程序中,介绍了接口约束.泛型支持集中约束类型,如下表:

约束	说明
where T :struct	对于结构约束,类型T必须是值类型
where T:class	类约束制定类型T必须是引用类型
where T:IFoo	制定类型T必须实现接口IFoo
whereT:Foo	制定类型T必须派生自基类Foo
whereT:new()	这是一个构造函数约束,制定类型T必须有一个默认构造函数
where T:T2	这个约束也可以指定,类型T1派生自泛型类型T2.该约束也称为裸约束

只有为默认构造函数定义构造函数约束,不能为其他构造函数定义构造函数约束.

使用泛型类型还可以合并多个约束.where T:IFoo,new()约束和MyClass<T>声明指定,类型T必须实现IFoo接口,且必须有一个默认构造函数.

public class MyClass<T>

where T:IFoo,new()

{

//..

}

在C#中,where子句的一个重要限制是,不能定义必须由泛型类型实现的运算符.运算符不鞥在接口中定义.在where子句中,只能定义基类,接口和默认构造函数.

以上案例的完整代码:

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication9

{

class Program

{

static void Main(string[] args)

{

var dm = new DocumentManager<Document>();

dm.AddDocument(new Document("Title A", "Sample A"));

dm.AddDocument(new Document("Title B", "Sample B"));

dm.DisplayAllDocument();

if (dm.IsDocumentAvailable)

{

Document d = dm.GetDocument();

Console.WriteLine(d.Content);

}

Console.ReadKey();

}

}

public class DocumentManager<TDocument>

where TDocument : IDocument

{

private readonly Queue<TDocument> documentQueue = new Queue<TDocument>();

public void AddDocument(TDocument doc)

{

lock (this)

{

documentQueue.Enqueue(doc);

}

}

public bool IsDocumentAvailable

{

get

{

return documentQueue.Count > 0;

}

}

public TDocument GetDocument()

{

TDocument doc = default(TDocument);

lock (this)

{

doc = documentQueue.Dequeue();

}

return doc;

}

public void DisplayAllDocument()

{

foreach (TDocument doc in documentQueue)

{

Console.WriteLine(doc.Title);

}

}

}

public interface IDocument

{

string Title { get; set; }

string Content { get; set; }

}

public class Document : IDocument

{

public Document()

{

}

public Document(string title, string content)

{

this.Title = title;

this.Content = content;

}

public string Title { get; set; }

public string Content { get; set; }

}

}

继承

前面创建的LinkedList<T>类实现了IEnumerable<out T>接口:

public class LinkedList<T>:IEnumerable<out T>

{

//...

}

泛型类型可以实现泛型接口,也可以派生自一个类.泛型类还可以派生自泛型基类:

public class Base<T>

{

}

public class Derived<T>:Base<T>

{}

要求是必须重复接口的泛型类型,或者必须制定基类的类型,如:

public class Base<T>

{

}

public class Derived<T>:Base<string>

{}

于是,派生类可以是泛型类或者非泛型类.例如,可以定义一个抽象的泛型基类,它在派生类中用一个具体的类型实现.这允许对特定类型执行特殊的操作:

public abstract class Calc<T>

{

public abstract T Add(T x, T y);

public abstract T Sub(T x, T y);

}

public class IntCalc : Calc<int>

{

public override int Add(int x, int y)

{

return x + y;

}

public override int Sub(int x, int y)

{

return x - y;

}

}

静态成员

泛型类的静态成员需要特别关注.泛型类的景天成员只能在类的一个实例中共享.看下例,其中StaticDemo<T>类包含静态字段x:

public class StaticDemo<T>

{

public static int x;

}

在Main()函数中的代码如下:

static void Main(string[] args)

{

StaticDemo<string>.x = 4;

StaticDemo<int>.x = 5;

Console.WriteLine(StaticDemo<string>.x);

Console.ReadKey();

}

由于同时对一个string类型和一个int类型使用了StaticDemo<T>类,所以存在两组静态类型.