C#泛型实例详解

时间:2021-05-20

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>{}

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