.NET基礎之自定義泛型

在.NET中泛型使用非常頻繁，在控制台應用程序中，默認的引入了System.Collection.Generics名稱空間，其中就提供了我們經常使用的泛型：List<T>和Dictionary<T>，相信用過它們的都知道它們的強大。還有一種我們經常使用的簡單的泛型：System.Nullable<T>，即可空類型。我們可以：

System.Nullable<int> nullableInt;

聲明一個可空的int類型,由於C#語法對這個做了簡化通常我們都不這樣寫,而是這樣寫:

int? nullableInt

下面重點介紹一下如何自定義泛型。

 

定義泛型類

創建泛型類是需要在類定義中用尖括號語法：

class MyGenericClass<T>
{
    ...
}

T可以是任意的標示符，只要遵守命名規則即可。

 

可以把類型用在類成員的返回類型，方法參數類型等，例如：

class MyGenericClass<T1, T2, T3>
{
    private T1 t1Object;

    public MyGenericClass(T1 item)
    {
        t1Object = item;
    }

    public T1 T1Object
    {
        get
        {
            return t1Object;
        }
    }
}

注意如果不能假定提供了什么類型。下面的代碼不能執行：

class MyGenericClass<T1, T2, T3>
{
    private T1 t1Object;

    public MyGenericClass()
    {
        t1Object = new T1();
    }
}

因為我們不知道T1是否有公有的默認構造函數。

 

default關鍵字

如果我們定義了一個泛型的字段，我們想在構造函數中初始化它，但是我們不知道它的引用類型還是值類型，那么default就派上用處了：

public MyGenericClass()
{
    t1Object = default(T1);
}

如果是值類型就賦值0，引用類型就賦值null。

 

約束類型

在定義泛型的時候我們可以對類型進行約束，通過where關鍵字實現：

class MyGenericClass<T1> where T : constraint1,constraint
{
    ...
}

constraint定義了約束,多個約束用逗號隔開，如果有多個類型：

class MyGenericClass<T1, T2> where T1 : constraint1 where T2 : constraint
{
    ...
}

下面給出一些可用的約束

                                        約束                                                                  說明

                                where T:struct                                     使用結構約束，類型T必須是值類型

                                where T:calss                                       類約束指定，類型T必須是引用類型

                                where T:interface                                  指定類型T必須實現是接口或者實現了接口

                                where T:base-class                               指定類型T必須是基類或者派生於基類

                               where T:new()                                       指定類型T必須有一個默認構造函數

 

下面結合以上知識給個實例：（PS不要看到代碼多 其實很簡單的 耐心看下去）

先定義四個類Animal、Cow 、Chicken和SuperCow

#region Animal 虛基類 有一個name屬性 Feed方法和一個虛方法MakeANoise
    //虛基類 有一個name屬性 Feed方法和一個虛方法MakeANoise
    public abstract class Animal
    {
        protected string name;

        public string Name
        {
            get
            {
                return name;
            }
            set
            {
                name = value;
            }
        }

        public Animal()
        {
            name = "The animal with no name";
        }

        public Animal(string newName)
        {
            name = newName;
        }

        public void Feed()
        {
            Console.WriteLine("{0} has been fed.", name);
        }

        public abstract void MakeANoise();
    }
    #endregion

//Cow Animal的子類，實現虛方法
    public class Cow:Animal
    {
        public Cow(string name) :
            base(name)
        {
        }
        public override void MakeANoise()
        {
            Console.WriteLine("{0} says 'moo!'", name);
        }
    }

//Chicken類，Animal子類
    public class Chicken:Animal
    {
        public Chicken(string name)
            : base(name)
        { }
        public override void MakeANoise()
        {
            Console.WriteLine("{0} says 'cluck'", name);
        }
    }

//Cow的子類，有一個自己的方法Fly
    class SuperCow : Cow
    {
        public SuperCow(string name) : base(name) 
        {
        }

        public void Fly()
        {
            Console.WriteLine("{0} is flying!", name);
        }

        public override void MakeANoise()
        {
            Console.WriteLine("{0} says 'I am supercow!'", name);
        }

    }

類准備好了之后，我們可以開始定義我們的泛型了：

//繼承了迭代器接口，這樣方便使用Foreach 約束它的類型為Animal及其子類
    public class Farm<T>:IEnumerable<T> where T : Animal
    {
        private List<T> animals = new List<T>();

        public List<T> Animals
        {
            get 
            {
                return animals;    
            }
        }
        //迭代器
        public IEnumerator<T> GetEnumerator()
        {
            return animals.GetEnumerator();
        }

        IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
        {
            return animals.GetEnumerator();
        }

        //執行所有animal的MakeANoise()
        public void MakeNoises()
        {
            foreach (T animal in animals)
            {
                animal.MakeANoise();
            }
        }
        //執行所有animal的Feed()
        public void FeedTheAnimals()
        {
            foreach (T animal in animals)
            {
                animal.Feed();
            }
        }
        //獲得animals中的cow
        public Farm<Cow> GetCows()
        {
            Farm<Cow> cowFarm = new Farm<Cow>();
            foreach (T animal in animals)
            {
                if (animal is Cow)
                {
                    cowFarm.Animals.Add(animal as Cow);
                }
            }
            return cowFarm;
        }
    }

泛型定義好了，我們用寫代碼來調用它：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Farm<Animal> farm = new Farm<Animal>();
            farm.Animals.Add(new Cow("Jack"));
            farm.Animals.Add(new Chicken("Vera"));
            farm.Animals.Add(new Chicken("Sally"));
            farm.Animals.Add(new SuperCow("Kevin"));
            farm.MakeNoises();

            Farm<Cow> dairyFarm = farm.GetCows();
            dairyFarm.FeedTheAnimals();

            foreach (Cow cow in dairyFarm)
            {
                if (cow is SuperCow)
                {
                    (cow as SuperCow).Fly();
                }
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }

結果：

這樣一個泛型就OK了。

                                                         ——Stay hungry！Stay foolish！