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.NET开发基础:从简单的例子理解泛型 分享

  • 时间:2021-09-10 05:25 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:.NET开发基础:从简单的例子理解泛型 分享
从简单的例子理解泛型 话说有家影视公司选拔偶像派男主角,导演说了,男演员,身高是王道。于是有下面代码:  
[u]复制代码[/u] 代码如下:
//男演员实体类 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;     } }   //演员选拔类 public class Compare {     //导演导超女出生,喜欢一对一PK     public Boy WhoIsBetter(Boy boy1, Boy boy2)     {         if (boy1.Height > boy2.Height)         {             return boy1;         }         else         {             return boy2;         }     } }   //测试 static void Main(string[] args) {     Boy boy1 = new Boy("潘长江", 165);     Boy boy2 = new Boy("刘德华", 175);     Console.WriteLine(new Compare().WhoIsBetter(boy1, boy2).Name);     Console.ReadLine(); }  
代码很简单,Boy为男演员实体类,包含姓名和身高两个字段属性;Compare类中的WhoIsBetter为选拔逻辑方法,负责选出两个男演员中较高的那个;测试结果:刘德华完胜。 任何行业都是一样,需求变更无处不在。第二天,需要选女主角,导演说了,女演员,苗条是王道。于是代码变更,添加了女演员实体类,添加了女演员的选拔方法:  
[u]复制代码[/u] 代码如下:
//添加女演员实体 public class Girl {     //姓名     private string mName;     //体重     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;     } }   //演员选拔类中添加一个女演员方法 public class Compare {     //男演员身高是王道     public Boy WhoIsBetter(Boy boy1, Boy boy2)     {         if (boy1.Height > boy2.Height)         {             return boy1;         }         else         {             return boy2;         }     }     //女演员苗条是王道     public Girl WhoIsBetter(Girl girl1, Girl girl2)     {         if (girl1.Weight < girl2.Weight)         {             return girl1;         }         else         {             return girl2;         }     } }   //测试 static void Main(string[] args) {     Boy boy1 = new Boy("潘长江", 165);     Boy boy2 = new Boy("刘德华", 175);     Girl girl1 = new Girl("巩俐", 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(); }  
结果选出了身高更高的刘德华,选出了体重更轻的周迅,导演很满意。但从程序设计角度,这段代码显然不够完美,第一天选男主角,第二天选女主角,往后还要选男配角,选女配角,选群众......按目前方式,只有往Compare类里不断添加方法才能满足导演需求,方法会越来越多,代码会越来越长。于是,我决定修改WhoIsBetter方法,让它以后可以支持男主,女主,男配,女配,男群众,女群众甚至支持所有两个对象之间的比较:  
[u]复制代码[/u] 代码如下:
/// <summary> /// 男演员:实现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)     {         //比较身高         return this.mHeight - ((Boy)obj).Height;     } } /// <summary> /// 女演员:实现IComparable接口 /// </summary> public class Girl : IComparable {     //姓名     private string mName;     //体重 www.1sucai.cn     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)     {         //比较体重         return ((Girl)obj).Weight - this.mWeight;     } }  
首先让实体类支持自定义的比较,男演员比较身高,女演员比较体重。自定义比较是通过实现IComparable接口完成的,在C#里但凡可以比较的类型,比如int、double、char等都实现了IComparable接口。关于IComparable接口此处不作详述,请读者自行查阅相关资料。  
[u]复制代码[/u] 代码如下:
public class Compare {     //万物皆object     public object WhoIsBetter(object obj1, object obj2)     {         object result = obj2;         //判断比较类型必须相同         if (obj1.GetType() == obj2.GetType())         {             switch (obj1.GetType().ToString())             {                 //男演员选拔                 case "Generic.Boy":                     if (((Boy)obj1).CompareTo(obj2) > 0)                     {                         result = obj1;                     }                     break;                 //女演员选拔                 case "Generic.Girl":                     if (((Girl)obj1).CompareTo(obj2) > 0)                     {                         result = obj1;                     }                     break;                 //扩展int类型比较                 case "System.Int32":                     if (((System.Int32)obj1).CompareTo(obj2) > 0)                     {                         result = obj1;                     }                     break;                 }             }             return result;         }     }  
修改WhoIsBetter方法,除了支持对男演员、女演员的比较,为了展示其扩展性,还新增了int类型的比较。  
[u]复制代码[/u] 代码如下:
//测试 static void Main(string[] args) {      Boy boy1 = new Boy("潘长江", 165);      Boy boy2 = new Boy("刘德华", 175);      Girl girl1 = new Girl("巩俐", 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(); }  
测试结果: 刘德华 周迅 175 120 OK,截止目前,似乎比较完美了,男演员比身高,女演员比体重,还支持int类型比大小,WhoIsBetter方法具有了重用性,如果有需要,往后还能扩展,拿来比较任意两个对象。在泛型出现以前,似乎确实比较完美,但这也只是相对的,我们来看看目前代码的弱点: 弱点1:方法的重用性 假设我们要让WhoIsBetter方法支持更多类型,比如支持基本的double,char,bool类型,支持以后导演可能提出的配角比较,群众比较,那么就必须不断的扩展方法内部代码,这带来极大的维护成本。 弱点2:类型安全问题  
[u]复制代码[/u] 代码如下:
//测试 static void Main(string[] args) {     Boy boy1 = new Boy("潘长江", 165);     Boy boy2 = new Boy("刘德华", 175);     Girl girl1 = new Girl("巩俐", 120);     Girl girl2 = new Girl("周迅", 80);     Console.WriteLine(((Boy)new Compare().WhoIsBetter(boy1, girl1)).Name);     Console.ReadLine(); }  
如上代码我拿潘长江跟巩俐去比较。虽然万能的object给我们带来了便捷,同时也带来了风险,这段代码编译完全可以通过,但运行时会出现异常,girl对象是没法转换为Boy类型的,现实里去韩国可以变性,但代码里绝对不行。所以这个方法就像颗定时炸弹,一不小心传错了参数,就会导致严重后果,并且编译阶段完全不被发现。 弱点3:装箱拆箱导致的性能问题 当向WhoIsBetter方法中传递int参数时,object转换为int导致了拆箱操作: if (((System.Int32)obj1).CompareTo(obj2) > 0) 反编译获取MSIL: IL_0093:  unbox.any  [mscorlib]System.Int32 C#是强类型语言,但只要引用类型与值类型的相互转换,就避免不了Box与Unbox。有关装箱与拆箱的知识请读者自行查阅相关资料,此处不作详述。 理解泛型 OK,到泛型登场了,摘录了一段MSDN中对泛型的描述:泛型类和泛型方法同时具备可重用性、类型安全和效率,这是非泛型类和非泛型方法无法具备的。这三点,跟我们上面的例子相吻合。 看看使用泛型的解决方案:  
[u]复制代码[/u] 代码如下:
public class Compare<T> where T : IComparable {     public T WhoIsBetter(T t1, T t2)     {         if (t1.CompareTo(t2) > 0)         {             return t1;         }         else         {             return t2;         }     } }   //测试 static void Main(string[] args) {     Boy boy1 = new Boy("潘长江", 165);     Boy boy2 = new Boy("刘德华", 175);     Girl girl1 = new Girl("巩俐", 120);     Girl girl2 = new Girl("周迅", 80);     Console.WriteLine((new Compare<Boy>().WhoIsBetter(boy1, boy2)).Name);     Console.WriteLine((new Compare<Girl>().WhoIsBetter(girl1, girl2)).Name);     Console.WriteLine(new Compare<int>().WhoIsBetter(boy1.Height, boy2.Height));     Console.WriteLine(new Compare<string>().WhoIsBetter(boy1.Name, girl1.Name));     Console.ReadLine(); }  
这段代码在优雅度上完胜非泛型,并且可重用性大大提升,可以说它支持所有类型的比较,只要这个类型实现了IComparable接口,同时一劳永逸,不再需要在方法内部作任何扩展。 public class Compare<T> where T : IComparable{     //... } 泛型类的定义是在类名后面跟上<T>,这个是泛型专用语法,T表示传递进来的类型,你也可以用别的字母代替。 where T : IComparable ,从字面上就能理解,这段表示对T的类型约束。程序是遵循人的意志来执行的,按前面的例子,如果莫名其妙的让程序比较两个object,它没办法知道该去怎么比较。所以我们必须告诉程序,T必须是可比较的类型,T必须实现了IComparable接口。 关于泛型参数约束,MSDN提供了一张表格: 约束 说明 T:结构 类型参数必须是值类型。可以指定除Nullable 以外的任何值类型。 T:类 类型参数必须是引用类型;这一点也适用于任何类、接口、委托或数组类型。 T:new() 类型参数必须具有无参数的公共构造函数。当与其他约束一起使用时,new() 约束必须最后指定。 T:<基类名> 类型参数必须是指定的基类或派生自指定的基类。 T:<接口名称> 类型参数必须是指定的接口或实现指定的接口。可以指定多个接口约束。约束接口也可以是泛型的。 T:U 为T 提供的类型参数必须是为U 提供的参数或派生自为U 提供的参数。 
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