《CLR Via C# 第3版》笔记之(十四) - 泛型高级

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《CLR Via C# 第3版》笔记之(十四) - 泛型高级

zting科技 2017-10-09 10:46:00 浏览915
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为了更好的利用泛型,现将泛型的一些高级特性总结一下。

主要内容:

  • 泛型的协变和逆变
  • 泛型的参数的约束

1. 泛型的协变和逆变

对于泛型参数(一般用T表示),指定了类型之后。就只能识别此类型,面向对象中的继承并不适用泛型参数,比如T指定为ClassA,尽管ClassB是ClassA的子类,也不能代替ClassA来作为泛型参数。

但是,利用泛型的协变和逆变之后,我们可以写出更加灵活的泛型代码,避免不必要的强制转型操作。

首先看下面的示例代码:

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using System;
 
class CLRviaCSharp_14
{
    // 泛型委托,其中委托的参数和返回值都是泛型
    public delegate TResult Print<T, TResult>(T arg);
 
    static void Main(string[] args)
    {
        ClassA a = new ClassA();
        ClassB b = new ClassB();
        ClassC c = new ClassC();
 
        Print<ClassB, ClassB> p1 = new Print<ClassB, ClassB>(Show);
        // 此处无法赋值,会报错
        Print<ClassC, ClassB> p2 = p1;
        Console.WriteLine(p2(c).ToString());
        // 此处无法赋值,会报错
        Print<ClassB, ClassA> p3 = p1;
        Console.WriteLine(p3(b).ToString());
 
        Console.ReadKey();
    }
 
    static ClassB Show(ClassB b)
    {
        return (ClassB)b;
    }
}
 
class ClassA
{
    public override string ToString()
    {
        return "This is Class A!";
    }
}
 
class ClassB : ClassA
{
    public override string ToString()
    {
        return "This is Class B!";
    }
}
 
class ClassC : ClassB
{
    public override string ToString()
    {
        return "This is Class C!";
    }
}

上面有两处地方无法编译通过,分别是

1. p2的参数类型ClassC无法转换为p1的参数类型ClassB

2. p1的返回值类型ClassB无法转换为p3的返回值类型ClassA

上面这2点其实都是 子类=>父类 的过程,在C#中是很自然的转换。

通过泛型的协变和逆变,也可以实现上面的转换。

上面的代码只需改动一行就可以编译成功,即改变其中委托的定义,加入协变和逆变的关键字in和out

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// 泛型委托,其中委托的参数和返回值都是泛型
// in表示逆变, 即输入参数的类型可由基类改为派生类
// out表示协变,即返回值类型可以由派生类改为基类
public delegate TResult Print<in T, out TResult>(T arg);

这里需要强调一点的是,不管协变和逆变,其本质都是子类代替父类,并没有违反面向对象的Liscov原则。

首先看逆变,因为参数类型由基类变成了派生类,那么函数内部的使用基类完成的操作都可以用派生类来替换。

再看协变,返回值由派生类变成了基类,那么函数内部原有返回派生类的操作都可以隐式转换为基类再返回。

通过协变和逆变,我们就可以不用修改函数(即上例中的Show函数)的前提下,使其支持多种泛型委托。

2. 泛型的参数的约束

泛型的约束不仅不会限制泛型的灵活性,反而会由于限制了泛型的类型,从而写出更有针对性的代码。

泛型的约束主要有3种:主要约束,次要约束,构造器约束。

2.1 主要约束

类型参数可以指定零个或一个主要约束。主要约束可以是一个引用类型,连个特殊的主要约束是class和struct

指定一个主要约束,相当于通知编译器:一个指定的类型实参要么是与约束类型相同的类型,要么是从约束类型派生的类型。

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using System;
using System.IO;
 
class CLRviaCSharp_14
{
    static void Main(string[] args)
    {
        GenericClassA<string> ga = new GenericClassA<string>();              // 正确
        GenericClassA<int> ga1 = new GenericClassA<int>();                   // 错误
        GenericClassB<int> gb = new GenericClassB<int>();                    // 正确
        GenericClassB<string> gb1 = new GenericClassB<string>();             // 错误
        GenericClassC<int> gc = new GenericClassC<int>();                    // 错误
        GenericClassC<string> gc1 = new GenericClassC<string>();             // 错误
        GenericClassC<Stream> gc2 = new GenericClassC<Stream>();             // 正确
        GenericClassC<FileStream> gc3 = new GenericClassC<FileStream>();     // 正确
 
        Console.ReadKey();
    }
}
 
// T必须是引用类型
class GenericClassA<T> where T : class
{   
}
 
// T必须是值类型
class GenericClassB<T> where T : struct
{
}
 
// T必须是Stream类型或者Stream类型的派生类型
class GenericClassC<T> where T : Stream
{
}

2.2 次要约束

类型参数可以指定零个或多个次要约束。主要约束代表一个接口类型。

指定一个次要约束,相当于通知编译器:一个指定的类型实参要么是实现了指定接口的一个类型。

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using System;
using System.IO;
 
class CLRviaCSharp_14
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 错误,string实现了IComparable但是没有实现IDisposable
        GenericClassD<string> gd = new GenericClassD<string>();
        // 正确,ClassD既实现了IDisposable也实现了IComparable
        GenericClassD<ClassD> gd1 = new GenericClassD<ClassD>();
        // 错误,Stream实现了IDisposable但是没有实现IComparable
        GenericClassD<Stream> gd2 = new GenericClassD<Stream>();
 
        Console.ReadKey();
    }
}
 
class GenericClassD<T> where T : IDisposable, IComparable
{
     
}
 
class ClassD : IDisposable, IComparable
{
    #region IDisposable Members
 
    public void Dispose()
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
 
    #endregion
 
    #region IComparable Members
 
    public int CompareTo(object obj)
    {
        throw new NotImplementedException();
    }
 
    #endregion
}

3.3 构造器约束

类型参数可以指定零个或一个构造器约束。

指定一个构造器约束,相当于通知编译器:一个指定的类型实参是实现了公共无参构造器的非抽象类型。

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using System;
using System.IO;
 
class CLRviaCSharp_14
 
    static void Main(string[] args)
    {
        // 错误,Stream是抽象类型
        GenericClassE<Stream> ge = new GenericClassE<Stream>();
        // 错误,FileStream没有公共无参构造函数
        GenericClassE<FileStream> ge1 = new GenericClassE<FileStream>();
        // 正确,ClassE有公共默认无参构造函数,并且也是非抽象类型
        GenericClassE<ClassE> ge2 = new GenericClassE<ClassE>();
 
        Console.ReadKey();
    }
 
    static ClassB Show(ClassB b)
    {
        return (ClassB)b;
    }
}
 
class GenericClassE<T> where T : new()
{
}
 
class ClassE
{   
}


本文转自wang_yb博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/wang_yb/archive/2011/07/25/2116130.html,如需转载请自行联系原作者

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