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泛型相关知识

转帖|其它|编辑：郝浩|2009-03-17 10:25:43.000|阅读 414 次

概述：用简单的例子来介绍实现ArrayList和一个List.

自从上次参加完俱乐部的聚会后,觉的有必要总结下泛型的用法,虽然脑袋讲的非常仔细,没有必要再写,但做为学习者,我喜欢把自己的所学以文章的形式展示出来,这样也有我的一部分。我们可以用一个简单的例子来做实验:实例化一个ArrayList和一个List<int>,然后往其中加入成员,最后分别读取出第一个成员,进行一个加法操作。

  ArrayList _list = new ArrayList();
            _list.Add(1);
            _list.Add("a");

            int i = (int)_list[0]  + 1;
            List<int> _list2 = new List<int>();
            _list2.Add(1);//正确

            int j = (int)_list2[0] + 1;

      ArrayList的缺点:
      1:处理值类型时，出现装箱、折箱操作，影响性能。_list.Add(1)时会发生装箱。
      2:处理引用类型时，虽没有装箱和折箱操作，但仍需要类型转换操作。代码_list.Add("a")不会发生装箱。
      3:程序运行时的类型转换可能引发异常。运行_list[1]时，由于它是一个字符串，要强制转换成int就会有异常。

泛型处理过程：泛型用一个通用的数据类型T来代替object，在类实例化时指定T的类型，CLR自动编译为本地代码，并且保证数据类型安全。

泛型优点：

1:类型安全的。例如实例化了int类型的类，就不能处理string类型的数据。上面的_list2.Add("a"),就会报错。

2:处理值类型时,无需装箱和折箱。int j=i+1;i可以直接取，并不需要折箱操作。
3:无需类型转换,包含值类型和引用类型。

我们来看下它生成的IL代码：

// 代码大小       72 (0x48)
  .maxstack  2
  .locals init ([0] class [mscorlib]System.Collections.ArrayList _list,
           [1] int32 i,
           [2] class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<int32> _list2,
           [3] int32 j)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  newobj     instance void [mscorlib]System.Collections.ArrayList::.ctor()
  IL_0006:  stloc.0
  IL_0007:  ldloc.0
  IL_0008:  ldc.i4.1
  IL_0009:  box        [mscorlib]System.Int32
  IL_000e:  callvirt   instance int32 [mscorlib]System.Collections.ArrayList::Add(object)
  IL_0013:  pop
  IL_0014:  ldloc.0
  IL_0015:  ldstr      "a"
  IL_001a:  callvirt   instance int32 [mscorlib]System.Collections.ArrayList::Add(object)
  IL_001f:  pop
  IL_0020:  ldloc.0
  IL_0021:  ldc.i4.0
  IL_0022:  callvirt   instance object [mscorlib]System.Collections.ArrayList::get_Item(int32)
  IL_0027:  unbox.any  [mscorlib]System.Int32
  IL_002c:  ldc.i4.1
  IL_002d:  add
  IL_002e:  stloc.1
  IL_002f:  newobj     instance void class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<int32>::.ctor()
  IL_0034:  stloc.2
  IL_0035:  ldloc.2
  IL_0036:  ldc.i4.1
  IL_0037:  callvirt   instance void class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<int32>::Add(!0)
  IL_003c:  nop
  IL_003d:  ldloc.2
  IL_003e:  ldc.i4.0
  IL_003f:  callvirt   instance !0 class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<int32>::get_Item(int32)
  IL_0044:  ldc.i4.1
  IL_0045:  add
  IL_0046:  stloc.3
  IL_0047:  ret

第一：ArrayList与List<T>的构造函数说明了泛型的类型安全优点：

1:实例化ArrayList:

IL_0001: newobj instance void [mscorlib]System.Collections.ArrayList::.ctor()

2:实例化List<T>:

IL_002f: newobj instance void class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<int32>::.ctor()

第二：IL_0009: box [mscorlib]System.Int32这条语句表明一个整数被加入到ArrayList时会出现装箱。而List<int>的IL代码中并没有出现box语句。这点可以证明泛型的优点二。

第三：两者读取成员的操作不同可以说明泛型的优点三。

1：下面的语句表明当从ArrayList中读取一个成员时，需要进行拆箱操作。

IL_0022: callvirt instance object [mscorlib]System.Collections.ArrayList::get_Item(int32)
IL_0027: unbox.any [mscorlib]System.Int32

2：下面的代码表明从List<int>中读取一个成员时，不需要进行拆箱操作。

IL_003f: callvirt instance !0 class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<int32>::get_Item(int32)
IL_0044: ldc.i4.1

泛型类实例化的理论：C#泛型类在编译时，先生成中间代码IL，通用类型T只是一个占位符。在实例化类时，根据用户指定的数据类型代替T并由即时编译器(JIT)生成本地代码，这个本地代码中已经使用了实际的数据类型。

泛型中的静态成员变量：在C#1.x中，类的静态成员变量在不同的类实例间是共享的,C#2.0中,静态成员变量在相同封闭类间共享，不同的封闭类间不共享。示例代码:

public partial class _Default : System.Web.UI.Page
    {
        protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            Point<int> _point = new Point<int>(1);
            Point<int> _point2 = new Point<int>(2);
            Point<long> _point3 = new Point<long>(3);
            string  width1 = _point.ToString();//结果为2
            string  width2 = _point2.ToString();//结果为2
            string width3 = _point3.ToString();//结果为3
            //width1和width2相等,但和width3不等,说明了静态成员变量在相同封闭类间共享，

            不同的封闭类间不共享。
        }
    }
    /// <summary>
    /// 一个泛型类,接受一个T
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public class Point<T>
    {
        /// <summary>
        /// 静态变量
        /// </summary>
        public static T width;
        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// </summary>
        /// <param name="_width"></param>
        public Point(T _width)
        {
            width = _width;
        }
        /// <summary>
        /// 输出width值
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override string ToString()
        {
            return width .ToString ();
        }
    }