ch09 泛型编程.ppt

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1、AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 第第9 9章章 泛型编程泛型编程本章要点：本章要点：l 泛型的概念泛型的概念l 泛型方法泛型方法l 泛型约束泛型约束l 使用泛型使用泛型AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.19.1 泛型概述泛型概述 9.1.1 9.1.1 泛型的引入泛型的引入 开发人员在编写程序时，经常遇到两个模块的功能非常相似，只是处理的数据类型不同，如一个是处理int数据，另一个是处理string数据，或者其他自定义的数据类型，针对这种

2、情况，可以分别写多个类似的方法来处理每个数据类型，只是方法的参数类型不同；在C#中也可以定义存储的数据类型为Object类型，这样就可以通过装箱和拆箱操作来变相实现上述需求。同时C#还提供了更适合的泛型机制，专门用来解决这个问题。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.19.1 泛型概述泛型概述 9.1.2 9.1.2 什么是泛型什么是泛型 通过泛型可以定义类型安全类，而不会损害类型安全、性能或工作效率。通过泛型可以定义类型安全类，而不会损害类型安全、性能或工作效率。开发人员只须一次性地将服务器实现为一般服务器，同时可以

3、用任何类型来声开发人员只须一次性地将服务器实现为一般服务器，同时可以用任何类型来声明和使用它。为此，需要使用明和使用它。为此，需要使用“”括号，以便将一般类型参数括起来。括号，以便将一般类型参数括起来。泛型格式如下：泛型格式如下：public class Stackpublic class Stack private T data;private T data;public T Pop().public T Pop().public void public void Push(TPush(T item).item).public public Stack(intStack(int i)i)th

4、is.datathis.data=new =new TiTi;AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.19.1 泛型概述泛型概述 9.1.2 9.1.2 什么是泛型什么是泛型 泛型类的格式与一般类一致，只是引入了通用数据类型泛型类的格式与一般类一致，只是引入了通用数据类型T T就可以适用于任就可以适用于任何数据类型，并且类型安全的。泛型类的调用方法如下：何数据类型，并且类型安全的。泛型类的调用方法如下：/实例化处理实例化处理intint类型数据的类对象类型数据的类对象 Stack a=new Stack(100);Sta

5、ck a=new Stack(100);a.Push(10);a.Push(10);/这一行编译不通过，因为类这一行编译不通过，因为类a a只接收只接收intint类型的数据类型的数据 a.Push(8888);a.Push(8888);/不需要进行类型转换不需要进行类型转换 int x=a.Pop();int x=a.Pop();AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.19.1 泛型概述泛型概述 9.1.2 9.1.2 什么是泛型什么是泛型 这个类与使用这个类与使用objectobject实现的类的区别：实现的类的区别

6、：l 它是类型安全的。如果实例化为它是类型安全的。如果实例化为intint类型的栈，就不能处理类型的栈，就不能处理stringstring及其及其他类型的数据。他类型的数据。l 无需装箱和折箱。这个类在实例化时，按照所传入的数据类型生成本无需装箱和折箱。这个类在实例化时，按照所传入的数据类型生成本地代码，本地代码数据类型已确定，所以无需装箱和折箱。地代码，本地代码数据类型已确定，所以无需装箱和折箱。l 无需类型转换。无需类型转换。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.19.1 泛型概述泛型概述 9.1.3 9.1.3

7、泛型的实现泛型的实现 在在.NET 2.0.NET 2.0中，泛型在中，泛型在ILIL（中间语言）和（中间语言）和CLRCLR本身中具有本机支持。本身中具有本机支持。在编译一般在编译一般C#C#服务器端代码时，编译器会将其编译为服务器端代码时，编译器会将其编译为ILIL，就像其他任何，就像其他任何类型一样。但是，类型一样。但是，ILIL只包含实际特定类型的参数或占位符。此外，一般只包含实际特定类型的参数或占位符。此外，一般服务器的元数据包含一般信息。服务器的元数据包含一般信息。客户端编译器使用该一般元数据来支持类型安全。当客户端提供特客户端编译器使用该一般元数据来支持类型安全。当客户端提供特定

8、类型而不是一般类型参数时，客户端的编译器将用指定的类型实参来定类型而不是一般类型参数时，客户端的编译器将用指定的类型实参来替换服务器元数据中的一般类型参数。这会向客户端的编译器提供类型替换服务器元数据中的一般类型参数。这会向客户端的编译器提供类型特定的服务器定义，就好像从未涉及到泛型一样。这样，客户端编译器特定的服务器定义，就好像从未涉及到泛型一样。这样，客户端编译器就可以确保方法参数的正确性，实施类型安全检查。就可以确保方法参数的正确性，实施类型安全检查。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.19.1 泛型概述泛型概

9、述 9.1.3 9.1.3 泛型的实现泛型的实现 如如果果客客户户端端指指定定引引用用类类型型，则则JITJIT编编译译器器将将服服务务器器ILIL中中的的一一般般参参数数替替换换为为ObjectObject，并并将将其其编编译译为为本本机机代代码码。在在以以后后的的任任何何针针对对引引用用类类型型而而不不是是一一般般类类型型参参数数的的请请求求中中，都都将将使使用用该该代代码码。请请注注意意，采采用用这这种种方方式式，JITJIT编编译译器器只只会会重重新新使使用用实实际际代代码码。实实例例仍仍然然按按照照它它们们离离开开托托管管堆堆的的大大小小分配空间，并且没有强制类型转换。分配空间，并且

10、没有强制类型转换。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.19.1 泛型概述泛型概述 9.1.4 9.1.4 泛型方法泛型方法 泛泛型型方方法法是是使使用用类类型型参参数数声声明明的的方方法法。C#C#泛泛型型机机制制不不支支持持在在除除方方法法外外的的其其他他成成员员（包包括括属属性性、事事件件、索索引引器器、构构造造器器、析析构构器器）的的声声明明上上包包含含类类型型参参数数，但但这这些些成成员员本本身身可可以以包包含含在在泛泛型型类类型型中中，并并使使用用泛泛型型类类型型的的类类型型参参数数。泛泛型型方方法法既既可

11、可以以包包含含在在泛泛型型类类型型中中，也也可可以以包包含含在在非非泛泛型型类型中。类型中。.NET.NET中中的的泛泛型型机机制制使使开开发发人人员员可可以以重重用用代代码码。类类型型和和内内部部数数据据可可以以在在不不导导致致代代码码膨膨胀胀的的情情况况下下更更改改，而而不不管管使使用用的的是是值值类类型型还还是是引引用用类类型型。开开发发人人员员可可以以一一次次性性地地开开发发、测测试试和和部部署署代代码码，通通过过任任何何类类型型（包包括括将将来的类型）来重用它，并且全部具有编译器支持和类型安全。来的类型）来重用它，并且全部具有编译器支持和类型安全。AutoCAD计算机辅助设计面向对象

12、的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.29.2 泛型约束泛型约束 C#C#泛型要求对泛型要求对“所有泛型类型或泛型方法的类型参数所有泛型类型或泛型方法的类型参数”的任何假定，的任何假定，都要基于都要基于“显式的约束显式的约束”，以维护，以维护C#C#所要求的类型安全。所要求的类型安全。“显式约束显式约束”并非必须，如果没有指定并非必须，如果没有指定“显式约束显式约束”，范型类型参数将只能访问，范型类型参数将只能访问System.ObjectSystem.Object类型中的公有方法。在类型中的公有方法。在C#C#中通过中通过wherewhere关键字来指

13、定类型关键字来指定类型参数必须满足的约束条件，约束的语法格式一般为：参数必须满足的约束条件，约束的语法格式一般为：class class-nametype-class class-name where type-where type-param:constraintsparam:constraints 其中其中constraintsconstraints是一个逗号分割的约束列表。是一个逗号分割的约束列表。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.29.2 泛型约束泛型约束 9.2.1 9.2.1 基类约束基类约束 使用基类

14、约束可以指定某个类型实参必须继承的基类，基类约束有两使用基类约束可以指定某个类型实参必须继承的基类，基类约束有两个功能：个功能：l 它允许在泛型类中使用由约束指定的基类所定义的成员。例如，可它允许在泛型类中使用由约束指定的基类所定义的成员。例如，可以调用基类的方法或者使用基类的属性。如果没有基类约束，编译器以调用基类的方法或者使用基类的属性。如果没有基类约束，编译器就无法知道某个类型实参拥有哪些成员。通过提供基类约束，编译器就无法知道某个类型实参拥有哪些成员。通过提供基类约束，编译器将知道所有的类型实参都拥有由指定基类所定义的成员。将知道所有的类型实参都拥有由指定基类所定义的成员。l 确保类型

15、实参支持指定的基类类型参数。这意味着对于任意给定的确保类型实参支持指定的基类类型参数。这意味着对于任意给定的基类约束，类型实参必须要么是基类本身，要么是派生于该基类的类，基类约束，类型实参必须要么是基类本身，要么是派生于该基类的类，如果试图使用没有继承指定基类的类型实参，就会导致编译错误。如果试图使用没有继承指定基类的类型实参，就会导致编译错误。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.29.2 泛型约束泛型约束 9.2.1 9.2.1 基类约束基类约束 基类约束使用下面形式的基类约束使用下面形式的wherewhere子句

16、：子句：where where T:baseT:base-class-name-class-name 其中，其中，T T是类型参数的名称，是类型参数的名称，base-class-namebase-class-name是基类的名称，这里只是基类的名称，这里只能指定一个基类。能指定一个基类。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.29.2 泛型约束泛型约束 9.2.2 9.2.2 接口约束接口约束 接口约束用于指定某个类型参数必须应用的接口。接口的两个主要功接口约束用于指定某个类型参数必须应用的接口。接口的两个主要功能和基类

17、约束完全一样。能和基类约束完全一样。接口约束的语法格式为：接口约束的语法格式为：where where T:interfaceT:interface-name-name interface-name interface-name是接口的名称，可以通过使用由逗号分割的列表来同是接口的名称，可以通过使用由逗号分割的列表来同时指定多个接口。可以对泛型同时进行基类约束和接口约束，如果某个约时指定多个接口。可以对泛型同时进行基类约束和接口约束，如果某个约束同时包含基类和接口，则先指定基类列表，再指定接口列表。束同时包含基类和接口，则先指定基类列表，再指定接口列表。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程

18、序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.29.2 泛型约束泛型约束 9.2.3 9.2.3 构造函数约束构造函数约束 new()new()构造函数约束允许开发人员实例化一个泛型类型参数的对象。构造函数约束允许开发人员实例化一个泛型类型参数的对象。通常开发人员无法创建一个泛型类型参数的实例。然而，通常开发人员无法创建一个泛型类型参数的实例。然而，new()new()约束改变约束改变了这种情况，他要求类型参数必须提供一个无参数的构造函数。了这种情况，他要求类型参数必须提供一个无参数的构造函数。在使用构造函数约束时，可以通过调用该无参构造函数来创建对象。在使用构造函

19、数约束时，可以通过调用该无参构造函数来创建对象。构造函数约束的语法格式如下：构造函数约束的语法格式如下：Where T:new()Where T:new()使用构造函数约束时应注意两点：使用构造函数约束时应注意两点：l 它可以与其他约束一起使用，但是必须位于约束列表的末端。它可以与其他约束一起使用，但是必须位于约束列表的末端。l 构造函数约束仅允许开发人员使用无参构造函数来构造一个对象，构造函数约束仅允许开发人员使用无参构造函数来构造一个对象，即使同时存在其他的构造函数。换句话说，不允许给类型参数的构造即使同时存在其他的构造函数。换句话说，不允许给类型参数的构造函数传递实参。函数传递实参。Au

20、toCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.29.2 泛型约束泛型约束 9.2.4 9.2.4 值值/引用类型约束引用类型约束 如果引用类型和值类型之间的差别对于泛型代码非常重要，那么这些如果引用类型和值类型之间的差别对于泛型代码非常重要，那么这些约束就非常有用，值约束就非常有用，值/引用类型约束的基本形式为：引用类型约束的基本形式为：where T:classwhere T:class where T:where T:structstruct 若同时存在其他约束，若同时存在其他约束，classclass或或structstruct关键字必须位于列表的开头。关键字必须位于列表的开头。AutoCAD计算机辅助设计面向对象的程序设计面向对象的程序设计C#山东科技大学测绘学院山东科技大学测绘学院 9.39.3 使用泛型使用泛型 泛泛型型提提高高了了代代码码的的重重用用性性，为为编编程程提提供供了了极极大大的的方方便便，请请参参考考书书中中示示例理解泛型的使用。例理解泛型的使用。