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.NET開發(fā)基礎(chǔ):從簡(jiǎn)單的例子理解泛型分享

從簡(jiǎn)單的例子理解泛型
話說有家影視公司選拔偶像派男主角，導(dǎo)演說了，男演員，身高是王道。于是有下面代碼：

復(fù)制代碼代碼如下:

//男演員實(shí)體類
public class Boy
{
    //姓名
    private string mName;
    //身高
    private int mHeight;
    public string Name {
        get { return this.mName; }
    }
    public int Height {
        get { return this.mHeight; }
    }

    public Boy(string name, int height) {
        this.mName = name;
        this.mHeight = height;
    }
}

//演員選拔類
public class Compare
{
    //導(dǎo)演導(dǎo)超女出生，喜歡一對(duì)一PK
    public Boy WhoIsBetter(Boy boy1, Boy boy2)
    {
        if (boy1.Height > boy2.Height)
        {
            return boy1;
        }
        else
        {
            return boy2;
        }
    }
}

//測(cè)試
static void Main(string[] args)
{
    Boy boy1 = new Boy("潘長(zhǎng)江", 165);
    Boy boy2 = new Boy("劉德華", 175);

Console.WriteLine(new Compare().WhoIsBetter(boy1, boy2).Name);
Console.ReadLine();
}

代碼很簡(jiǎn)單，Boy為男演員實(shí)體類，包含姓名和身高兩個(gè)字段屬性；Compare類中的WhoIsBetter為選拔邏輯方法，負(fù)責(zé)選出兩個(gè)男演員中較高的那個(gè)；測(cè)試結(jié)果：劉德華完勝。

任何行業(yè)都是一樣，需求變更無(wú)處不在。第二天，需要選女主角，導(dǎo)演說了，女演員，苗條是王道。于是代碼變更，添加了女演員實(shí)體類，添加了女演員的選拔方法：

復(fù)制代碼代碼如下:

//添加女演員實(shí)體
public class Girl
{
    //姓名
    private string mName;
    //體重
    private int mWeight;
    public string Name
    {
        get { return this.mName; }
    }
    public int Weight
    {
        get { return this.mWeight; }
    }

    public Girl(string name, int weight){
        this.mName = name;
        this.mWeight = weight;
    }
}

//演員選拔類中添加一個(gè)女演員方法
public class Compare
{
    //男演員身高是王道
    public Boy WhoIsBetter(Boy boy1, Boy boy2)
    {
        if (boy1.Height > boy2.Height)
        {
            return boy1;
        }
        else
        {
            return boy2;
        }
    }

    //女演員苗條是王道
    public Girl WhoIsBetter(Girl girl1, Girl girl2)
    {
        if (girl1.Weight girl2.Weight)
        {
            return girl1;
        }
        else
        {
            return girl2;
        }
    }
}

//測(cè)試
static void Main(string[] args)
{
    Boy boy1 = new Boy("潘長(zhǎng)江", 165);
    Boy boy2 = new Boy("劉德華", 175);

Girl girl1 = new Girl("鞏俐", 120);
Girl girl2 = new Girl("周迅", 80);

    Console.WriteLine(new Compare().WhoIsBetter(boy1, boy2).Name);
    Console.WriteLine(new Compare().WhoIsBetter(girl1, girl2).Name);
    Console.ReadLine();
}

結(jié)果選出了身高更高的劉德華，選出了體重更輕的周迅，導(dǎo)演很滿意。但從程序設(shè)計(jì)角度，這段代碼顯然不夠完美，第一天選男主角，第二天選女主角，往后還要選男配角，選女配角，選群眾......按目前方式，只有往Compare類里不斷添加方法才能滿足導(dǎo)演需求，方法會(huì)越來越多，代碼會(huì)越來越長(zhǎng)。于是，我決定修改WhoIsBetter方法，讓它以后可以支持男主，女主，男配，女配，男群眾，女群眾甚至支持所有兩個(gè)對(duì)象之間的比較：

復(fù)制代碼代碼如下:

/// summary>
/// 男演員:實(shí)現(xiàn)IComparable接口
/// /summary>
public class Boy : IComparable
{
    //姓名
    private string mName;
    //身高
    private int mHeight;
    public string Name {
        get { return this.mName; }
    }
    public int Height {
        get { return this.mHeight; }
    }

    public Boy(string name, int height) {
        this.mName = name;
        this.mHeight = height;
    }

    public int CompareTo(object obj)
    {
        //比較身高
        return this.mHeight - ((Boy)obj).Height;
    }
}

/// summary>
/// 女演員:實(shí)現(xiàn)IComparable接口
/// /summary>
public class Girl : IComparable
{
    //姓名
    private string mName;
    //體重 www.jb51.net
    private int mWeight;
    public string Name
    {
        get { return this.mName; }
    }
    public int Weight
    {
        get { return this.mWeight; }
    }

    public Girl(string name, int weight){
        this.mName = name;
        this.mWeight = weight;
    }

    public int CompareTo(object obj)
    {
        //比較體重
        return ((Girl)obj).Weight - this.mWeight;
    }
}

首先讓實(shí)體類支持自定義的比較，男演員比較身高，女演員比較體重。自定義比較是通過實(shí)現(xiàn)IComparable接口完成的，在C#里但凡可以比較的類型，比如int、double、char等都實(shí)現(xiàn)了IComparable接口。關(guān)于IComparable接口此處不作詳述，請(qǐng)讀者自行查閱相關(guān)資料。

復(fù)制代碼代碼如下:

public class Compare
{
    //萬(wàn)物皆object
    public object WhoIsBetter(object obj1, object obj2)
    {
        object result = obj2;
        //判斷比較類型必須相同
        if (obj1.GetType() == obj2.GetType())
        {
            switch (obj1.GetType().ToString())
            {
                //男演員選拔
                case "Generic.Boy":
                    if (((Boy)obj1).CompareTo(obj2) > 0)
                    {
                        result = obj1;
                    }
                    break;
                //女演員選拔
                case "Generic.Girl":
                    if (((Girl)obj1).CompareTo(obj2) > 0)
                    {
                        result = obj1;
                    }
                    break;
                //擴(kuò)展int類型比較
                case "System.Int32":
                    if (((System.Int32)obj1).CompareTo(obj2) > 0)
                    {
                        result = obj1;
                    }
                    break;
                }
            }
            return result;
        }
    }
 

修改WhoIsBetter方法，除了支持對(duì)男演員、女演員的比較，為了展示其擴(kuò)展性，還新增了int類型的比較。

復(fù)制代碼代碼如下:

//測(cè)試
static void Main(string[] args)
{
Boy boy1 = new Boy("潘長(zhǎng)江", 165);
Boy boy2 = new Boy("劉德華", 175);

Girl girl1 = new Girl("鞏俐", 120);
Girl girl2 = new Girl("周迅", 80);

     Console.WriteLine(((Boy)new Compare().WhoIsBetter(boy1, boy2)).Name);
     Console.WriteLine(((Girl)new Compare().WhoIsBetter(girl1, girl2)).Name);
     Console.WriteLine(new Compare().WhoIsBetter(boy1.Height, boy2.Height));
     Console.WriteLine(new Compare().WhoIsBetter(girl1.Weight, girl2.Weight));

Console.ReadLine();
}

測(cè)試結(jié)果：
劉德華
周迅
175
120
OK，截止目前，似乎比較完美了，男演員比身高，女演員比體重，還支持int類型比大小，WhoIsBetter方法具有了重用性，如果有需要，往后還能擴(kuò)展，拿來比較任意兩個(gè)對(duì)象。在泛型出現(xiàn)以前，似乎確實(shí)比較完美，但這也只是相對(duì)的，我們來看看目前代碼的弱點(diǎn)：
弱點(diǎn)1：方法的重用性
假設(shè)我們要讓W(xué)hoIsBetter方法支持更多類型，比如支持基本的double，char，bool類型，支持以后導(dǎo)演可能提出的配角比較，群眾比較，那么就必須不斷的擴(kuò)展方法內(nèi)部代碼，這帶來極大的維護(hù)成本。
弱點(diǎn)2：類型安全問題

復(fù)制代碼代碼如下:

//測(cè)試
static void Main(string[] args)
{
Boy boy1 = new Boy("潘長(zhǎng)江", 165);
Boy boy2 = new Boy("劉德華", 175);

Girl girl1 = new Girl("鞏俐", 120);
Girl girl2 = new Girl("周迅", 80);

Console.WriteLine(((Boy)new Compare().WhoIsBetter(boy1, girl1)).Name);
Console.ReadLine();
}

如上代碼我拿潘長(zhǎng)江跟鞏俐去比較。雖然萬(wàn)能的object給我們帶來了便捷，同時(shí)也帶來了風(fēng)險(xiǎn)，這段代碼編譯完全可以通過，但運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常，girl對(duì)象是沒法轉(zhuǎn)換為Boy類型的，現(xiàn)實(shí)里去韓國(guó)可以變性，但代碼里絕對(duì)不行。所以這個(gè)方法就像顆定時(shí)炸彈，一不小心傳錯(cuò)了參數(shù)，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，并且編譯階段完全不被發(fā)現(xiàn)。
弱點(diǎn)3：裝箱拆箱導(dǎo)致的性能問題
當(dāng)向WhoIsBetter方法中傳遞int參數(shù)時(shí)，object轉(zhuǎn)換為int導(dǎo)致了拆箱操作：
if (((System.Int32)obj1).CompareTo(obj2) > 0)
反編譯獲取MSIL：
IL_0093: unbox.any [mscorlib]System.Int32
C#是強(qiáng)類型語(yǔ)言，但只要引用類型與值類型的相互轉(zhuǎn)換，就避免不了Box與Unbox。有關(guān)裝箱與拆箱的知識(shí)請(qǐng)讀者自行查閱相關(guān)資料，此處不作詳述。

理解泛型
OK，到泛型登場(chǎng)了，摘錄了一段MSDN中對(duì)泛型的描述：泛型類和泛型方法同時(shí)具備可重用性、類型安全和效率，這是非泛型類和非泛型方法無(wú)法具備的。這三點(diǎn)，跟我們上面的例子相吻合。
看看使用泛型的解決方案：

復(fù)制代碼代碼如下:

public class CompareT> where T : IComparable
{
    public T WhoIsBetter(T t1, T t2)
    {
        if (t1.CompareTo(t2) > 0)
        {
            return t1;
        }
        else
        {
            return t2;
        }
    }
}

//測(cè)試
static void Main(string[] args)
{
    Boy boy1 = new Boy("潘長(zhǎng)江", 165);
    Boy boy2 = new Boy("劉德華", 175);

Girl girl1 = new Girl("鞏俐", 120);
Girl girl2 = new Girl("周迅", 80);

    Console.WriteLine((new CompareBoy>().WhoIsBetter(boy1, boy2)).Name);
    Console.WriteLine((new CompareGirl>().WhoIsBetter(girl1, girl2)).Name);
    Console.WriteLine(new Compareint>().WhoIsBetter(boy1.Height, boy2.Height));
    Console.WriteLine(new Comparestring>().WhoIsBetter(boy1.Name, girl1.Name));
    Console.ReadLine();
}

這段代碼在優(yōu)雅度上完勝非泛型，并且可重用性大大提升，可以說它支持所有類型的比較，只要這個(gè)類型實(shí)現(xiàn)了IComparable接口，同時(shí)一勞永逸，不再需要在方法內(nèi)部作任何擴(kuò)展。
public class CompareT> where T : IComparable{
//...
}
泛型類的定義是在類名后面跟上T>，這個(gè)是泛型專用語(yǔ)法，T表示傳遞進(jìn)來的類型，你也可以用別的字母代替。
where T : IComparable ，從字面上就能理解，這段表示對(duì)T的類型約束。程序是遵循人的意志來執(zhí)行的，按前面的例子，如果莫名其妙的讓程序比較兩個(gè)object，它沒辦法知道該去怎么比較。所以我們必須告訴程序，T必須是可比較的類型，T必須實(shí)現(xiàn)了IComparable接口。
關(guān)于泛型參數(shù)約束，MSDN提供了一張表格：

約束說明
T：結(jié)構(gòu) 類型參數(shù)必須是值類型?？梢灾付ǔ齆ullable 以外的任何值類型。
T：類類型參數(shù)必須是引用類型；這一點(diǎn)也適用于任何類、接口、委托或數(shù)組類型。
T：new() 類型參數(shù)必須具有無(wú)參數(shù)的公共構(gòu)造函數(shù)。當(dāng)與其他約束一起使用時(shí)，new() 約束必須最后指定。
T：基類名> 類型參數(shù)必須是指定的基類或派生自指定的基類。
T：接口名稱> 類型參數(shù)必須是指定的接口或?qū)崿F(xiàn)指定的接口?？梢灾付ǘ鄠€(gè)接口約束。約束接口也可以是泛型的。
T：U 為T 提供的類型參數(shù)必須是為U 提供的參數(shù)或派生自為U 提供的參數(shù)。

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標(biāo)簽：紅河西寧岳陽(yáng) 西藏衢州福州湖州宣城

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