.NET泛型解析(上)

本文轉載自查看原文 2015-06-05 17:06 1977 .NET

【1】：泛型介紹

泛型是C#2.0中一個重要的新特性，泛型是CLR和編程語言提供的一種特殊機制，它支持另一種形式的代碼重用。泛型通常用與集合以及作用於集合的方法一起使用,當然也可以單獨使用.

C#是一種強類型的語言，在泛型沒有被提出之前，我們在使用集合的代碼的時候，每次對其進行轉換都需要隱式的強制轉換，我們都知道所有對象的最終基類是object，我們在每次使用object的時候，無論是變換什么類型都要對其進行強制轉換。

那么有了泛型之后,使用泛型我們就無需進行轉換,因為泛型根據接收者傳入的參數類型,直接將每個類型更改為所傳入的參數類型.

一般情況下，創建泛型類的過程為：從一個現有的具體類開始，逐一將每個類型更改為類型參數，直至達到通用化和可用性的最佳平衡。創建您自己的泛型類時，需要特別注意以下事項：

將哪些類型通用化為類型參數。

通常，能夠參數化的類型越多，代碼就會變得越靈活，重用性就越好。但是，太多的通用化會使其他開發人員難以閱讀或理解代碼。
如果存在約束，應對類型參數應用什么約束

一條有用的規則是，應用盡可能最多的約束，但仍使您能夠處理必須處理的類型。例如，如果您知道您的泛型類僅用於引用類型，則應用類約束。這可以防止您的類被意外地用於值類型，並允許您對 T 使用 as 運算符以及檢查空值。
是否將泛型行為分解為基類和子類。

由於泛型類可以作為基類使用，此處適用的設計注意事項與非泛型類相同。請參見本主題后面有關從泛型基類繼承的規則。
是否實現一個或多個泛型接口。

例如，如果您設計一個類，該類將用於創建基於泛型的集合中的項，則可能必須實現一個接口，如 IComparable，其中 T 是您的類的類型。

【2】：泛型的表示方式

泛型可以為引用類型和值類型還有接口和委托，FCL( DLL程序集,包含了.NET框架下的各種DLL )類中定義了一個泛型列表，用來管理一個對象集合，如果我們想要使用這個泛型列表，可以在使用時指定具體數據類型。

泛型的表示為 “T” 如：List<T>, T 表示一個未指定的數據類型，我們可以看一下FCL類中泛型的引用定義：

System.Collections.Generic 命名空間包含定義泛型集合的接口和類，泛型集合允許用戶創建強類型集合，它能提供比非泛型強類型集合更好的類型安全性和性能。

創建泛型類的過程為：從一個現有的具體類開始，逐一將每個類型更改為類型參數，直至達到通用化和可用性的最佳平衡

【3】：泛型的好處

1 ：使代碼更加的簡潔，清晰

從前面我們也提到了,泛型具備可重用性 , 減少我們代碼量, 使我們的程序更容易開發和維護,舉例 :

實例 1 : 在從數據庫中獲取數據庫的時候,我們經常會返回一個DataTable類型,然后將其轉換為List集合. 那么如果沒有泛型的話,我會一般會這樣來做.

 1 public List<TrainingUser>GetTrainingUser(string userId)
 2         {
 3             DataTable dt =
 4                      SqliteHelper.ExecuteDataset(System.Data.CommandType.Text,
 5                         @"
 6                         SELECT DISTINCT UserId,TrainingId FROM TRAININGUSER AS TU
 7                         INNER JOIN [USER] AS U
 8                          ON U.ID = TU.USERID 
 9                         JOIN [TRAINING] AS T
10                         ON T.ID = TU.TRAININGID
11                         WHERE U.ID = '"+userId+"' AND T.ENDTIME > DATETIME('now', 'localtime') AND T.StartTime <= DATETIME('now', 'localtime') ;").Tables[0];
12             return DataTableToList(dt);
13         }
14 
15         private List<TrainingUser> DataTableToList(DataTabledt)
16         {
17             List<TrainingUser> list = new List<TrainingUser>();
18             if(dt. Rows.Count > 0 )
19             {
20                 foreach (DataRow row in dt .Rows)
21                 {
22                     TrainingUser trainingUser = new TrainingUser();
23                     if(row["UserId" ] != null)
24                     {
25                         trainingUser .UserId = row["UserId"].ToString();
26                     }
27                     if(row["TrainingId" ] != null)
28                     {
29                         trainingUser.TrainingId = row["TrainingId"].ToString();
30                     }
31                     list.Add(trainingUser);
32                 }
33             }
34             return list;
35         }

View Code

在方法DataTableToList中,我們傳入了一個DataTable的對象,然后在去循環遍歷每一行的對象值從而去賦值給TrainingUser類型對象,這只是其中的一個方法,如果我們的類型還有 Training/User/Project等類型的話,我們是不是就要寫很多如同DataTableToList這樣的方法呢? 這就體現出了這樣的方式,會造成代碼的冗余以及維護不便問題,那么我們使用泛型來解決

實例 2 : 使用泛型使上面的代碼更見的清晰,簡潔

 1  public static List<T> ToList1<T>(DataTable dt) whereT : class, new()
 2         {
 3             var prlist =new List<PropertyInfo>();
 4             Type type = typeof(T);
 5             Array.ForEach(
 6                 type.GetProperties(),
 7                 p =>
 8                 {
 9                     if(dt.Columns.IndexOf(p.Name) !=-1)
10                     {
11                         prlist.Add(p);
12                     }
13                 });
14             var oblist = new List<T>();
15 
16             // System.Data.SqlTypes.
17             foreach(DataRow row in dt.Rows)
18             {
19                 var ob = new T();
20                 prlist.ForEach(
21                     p =>
22                     {
23                         if(row[p.Name] != DBNull.Value)
24                         {
25                             p.SetValue(ob, row[p.Name], null);
26                         }
27                     });
28                 oblist.Add(ob);
29             }
30 
31             return oblist;
32         }

View Code

在上面的這個方法中,我們定義了一個泛型方法,內部實現中是使用了反射的原理,將DataTable轉換為了List(反射后續隨筆中總結,此處只關注泛型部分即可),我們定義了一個靜態的返回值為List<T> ,前面我們說過 T : 代表任意類型(枚舉除外),ToList1<T>,說明我們在調用這個方法的時候,同時要賦予方法名一個類型值,這個類型要和它的返回值類型一致(泛型是類型安全的),Where : 用於限制T的條件 ,例如 where T : class,new() 表示 T 只能是一個類,或者一個類型對象,那么我們在調用的時候就可以這樣來

 1 public List<TrainingUser>GetTrainingIdByUserId(string userId)
 2         {
 3               List<TrainingUser> trainingUserList =  DataTableHelper.ToList1<TrainingUser>(
 4                     SqliteHelper.ExecuteDataset(System.Data.CommandType.Text,
 5                         @"
 6                         SELECT DISTINCT UserId,TrainingId FROM TRAININGUSER AS TU
 7                         INNER JOIN [USER] AS U
 8                          ON U.ID = TU.USERID 
 9                         JOIN [TRAINING] AS T
10                         ON T.ID = TU.TRAININGID
11                         WHERE U.ID = '"+ userId +"' AND T.ENDTIME > DATETIME('now', 'localtime') AND T.StartTime <= DATETIME('now', 'localtime') ;").Tables[0]);
12               return trainingUserList ;
13         }

View Code

代碼中的DataTableHelper.ToList1<TrainingUser> 即為我們剛才所寫的一個泛型方法,這樣我們可以看到,ToList<T> 傳入的類型為TrainingUser,同時接收者為:List<T> = List<TrainingUser> ,

這樣即便我們后續還有Training/User/Project等其他的類型,我們都可以直接使用DataTableHelper.ToList1<T>(DataTable dt) 來進行類型轉換.

2 ：提升程序的性能

泛型與非泛型相比較而言,性能要好一些,這是為什么? 首先,泛型的類型是由調用者(接收者),去直接賦值的(類型安全的), 那么就不會存在類型轉換的問題,其次, 泛型減少了裝箱和拆箱的過程.

實例 3 : 對於值類型泛型與非泛型的性能比較

 1         private static void ListTest()
 2         {
 3             List<int>list = new List<int>();
 4             for(inti = 0; i < 100; i++)
 5             {
 6                 list.Add(i);
 7                 int a = list[i];
 8             }
 9             list =null;
10         }
11         private static void ArrListTest()
12         {
13             ArrayList arr = new ArrayList();
14             for(inti = 0; i <100; i++)
15             {
16                 arr.Add(i);
17                 int s = (int)arr[i];
18             }
19             arr = null;
20         }
21 
22              Stopwatch sw = new Stopwatch();
23             sw.Start();
24             ListTest();
25             Console.WriteLine(" 使用泛型List執行值類型方法歷時 :  "+ sw.Elapsed.ToString());
26             sw.Stop();
27 
28             Stopwatch sw1 = new Stopwatch();
29             sw1.Start();
30             ArrListTest();
31             Console.WriteLine(" 使用非泛型ArrayList執行值類型方法歷時 :  "+ sw1.Elapsed.ToString());
32             sw1.Stop();
33             Console.ReadLine();