.NET泛型初探


       總所周知,.NET出現在.net framework 2.0,為什么要在2.0引入泛型那,因為微軟在開始開發.net框架時並沒有想過多個類型參數傳輸時對方法的重構,這樣一來,開發人員就要面對傳輸多種類型的參數而不得以寫多個方法,但是,開發者的智慧是無限的,創造性也由此被挖掘出來,在泛型之前,便有開發者為了提到代碼利用率便想到使用object類型為參數類型來傳遞參數,這無疑解決了多個類型的參數傳輸時並需要寫多個方法的問題。那么object類型為什么能實現接受多個不同類型的參數那?有了object類型還為什么要設計泛型那?object類型又有那么弊端那?其實有點基礎的開發人員應該都知道object類型是所有類型的父類,通過里氏轉換原則我們知道所有父類出現的地方都可以用子類替換,這樣就可以接收多個參數了,同時因為object類型轉換裝拆箱對性能的影響,在2.0時,微軟推出了泛型。

     下面,我們引入泛型的聲明和調用:

1    public static void Show<T>(T tParameter)
2       {
3            Console.WriteLine($"This is{typeof(GenericClass)}Show<T>,paratype={tParameter.GetType()},value={tParameter}");
4       }

    打印的內容我們沒必要關注,我們只看方法頭,我們可以看到方法頭和參數里面加了T這個字母,其實這就是泛型聲明的規則,泛型在聲明時,需要在方法頭加上<T>(T parm),
注意,尖括號里面的字母是可變的,可以是任何字母,但是尖括號里面的字母必須和參數里面的字母要一致,這樣一個方法就聲明好了。

  下面我們接下來研究下泛型的調用過程,泛型是如何在未命名參數類型的情況下來聲明參數類型的,在下面程序入口我寫了兩個List的類型

1   class Program
2     {
3         static void Main(string[] args)
4         {
5             try
6             {
7                 
8                 Console.WriteLine(typeof(List<int>));
9                 Console.WriteLine(typeof(List<string>));

    運行我們發現,TList雖然在調用時不知道傳的什么類型,但是加了占位符,那么占位符是什么那?我們從dos里面看到`1,對,這個就是占位符。那么定位符是在什么時候聲明的那?上代碼

 

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                int iParameter = 123;
                long lParameter = 456;
                string sParameter = "abc";
                object oParameter = "123456";

                Console.WriteLine("**********************");
                CommonClass.ShowInt(iParameter);
                CommonClass.ShowLong(lParameter);
                CommonClass.ShowString(sParameter);

                Console.WriteLine("**********************");
                CommonClass.ShowObject(oParameter);
                CommonClass.ShowObject(iParameter);
                CommonClass.ShowObject(lParameter);
                CommonClass.ShowObject(sParameter);

                Console.WriteLine("**********************");
                GenericClass.Show<object>(oParameter);
                GenericClass.Show<int>(iParameter);
                //GenericClass.Show<int>(lParameter);//指定類型必須和參數一致
                GenericClass.Show(iParameter);//不指定,由編譯器自動推算
                GenericClass.Show<long>(lParameter);
                GenericClass.Show<string>(sParameter);

                Console.WriteLine("**********************");
             }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(ex.Message);
            }
            Console.Read();
        }
    }
}

   這里我就不贅述了,直接說一下吧,其實泛型在聲明的時候不知道什么類型(用了占位符),是在調用的時候編譯器自動推算,也可以在調用時指定,這是一種延遲思想延遲聲明:把參數類型的聲明,延遲到調用的時候,推遲一切可以推遲的,這也是設計模式的一種思想。編譯以后的泛型和普通方法就一樣了,所以不會影響性能,可以想象成又一個重載

泛型的好處:一個方法支持多種參數類型 ,性能無損耗。

泛型支持多個參數可想而知,但是真的無損耗嗎?不清楚,好,對一切我們要持一種懷疑的態度去看,科學的自然會被證實,那么這里我們測試一下。用到類:Stopwatch

 1                 long commonTime = 0;
 2                 long objectTime = 0;
 3                 long genericTime = 0;
 4                 {
 5                     Stopwatch watch = new Stopwatch();
 6                     watch.Start();
 7                     for (int i = 0; i < 100000000; i++)
 8                     {
 9                         CommonClass.ShowObject(iParameter);
10                     }
11                     watch.Stop();
12                     objectTime = watch.ElapsedMilliseconds;
13                 }
14                 {
15                     Stopwatch watch = new Stopwatch();
16                     watch.Start();
17                     for (int i = 0; i < 100000000; i++)
18                     {
19                         CommonClass.ShowInt(iParameter);
20                     }
21                     watch.Stop();
22                     commonTime = watch.ElapsedMilliseconds;
23                 }
24                 {
25                     Stopwatch watch = new Stopwatch();
26                     watch.Start();
27                     for (int i = 0; i < 100000000; i++)
28                     {
29                         GenericClass.Show<int>(iParameter);
30                     }
31                     watch.Stop();
32                     genericTime = watch.ElapsedMilliseconds;
33                 }
34                 Console.WriteLine("commonTime={0}", commonTime);
35                 Console.WriteLine("objectTime={0}", objectTime);
36                 Console.WriteLine("genericTime={0}", genericTime);

里面的三個類分別是object類型和普通類以及泛型,分別對int、string以及實體類型的調用,我直接上答案:

    通過圖上給出的運行時間,泛型是最快的,然后是普通方法,然后是object類型,大家要知道,我這是在運行1億次的情況下的所得的結果,其實,我們還得出一個結論,那就是,object類型確實有性能影響,單並不罪大惡極,也不是不能用的,也要看程序所處的環境。

補充一點,泛型不是語法糖,語法糖是編譯器提供帶的功能,不要誤解了。


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