泛型的基本概念

集合类System. Collections. ArrayList

ArrayList list1 = new ArrayList(); //创建数组列表list1
list1.Add(3); list1.Add(105); //向数组列表list1添加元素3、5
int sum1 = 0;    //数组列表list1各元素之和，赋初值0
foreach (int x in list1) sum1 += x; //求和
Console.WriteLine(sum1);      //输出结果
ArrayList list2 = new ArrayList(); //创建数组列表list1
list2.Add(123); list2.Add("abc"); //向数组列表list2添加元素123、"abc"
int sum2 = 0;                //数组列表list2各元素之和，赋初值0
//foreach (int x in list2) sum2 += x; //求和，产生运行时异常：InvalidCastException
Console.WriteLine(sum2);     //输出结果

泛型集合类System. Collection. Generic. List

List<int> list1 = new List<int>(); //创建整型列表list2
list1.Add(3); list1.Add(105); //向整型列表list1添加元素3、5

int sum1 = 0;    //数组整型列表list1各元素之和，赋初值0
foreach (int x in list1) sum1 += x; //求和
Console.WriteLine(sum1);     //输出结果

List<int> list2 = new List<int>();  //创建整型列表list2
list2.Add(123);  //向整型列表list1添加整型元素123
//list2.Add("abc"); //向整型列表list1添加字符串"abc"，将导致编译错误

ArrayList

• ArrayList通用化是通过在类型与通用基类型Object之间进行强制转换来实现的
• 强制转换以及装箱和拆箱操作都会降低性能
• 所有项都强制转换为Object，缺少编译时类型检查，在编译时无法防止客户端代码执行非法操作

List

• 使用List时，必须为每个实例指定其具体的数据类型
• 编译器可以进行类型检查，从而解决了ArrayList通用化的2个主要问题，保证了程序的性能和健壮性

泛型的定义和类型参数

• 泛型类似于 C++ 模板，通过泛型可以定义类型安全的数据结构，而无须使用实际的数据类型

• 泛型类和泛型方法具备可重用性、类型安全和效率

• 泛型通过泛型参数（）来定义和指定特定类型进行使用

1. 在泛型类的声明中，需要声明泛型参数
2.在泛型类的成员声明中，使用该泛型参数作为通用类型
3. 在创建泛型类的实例时，则需要与泛型参数对应的实际类型

public class Stack<T>
{
    int pos;
    T[] data = new T[100];
    public void Push(T obj) { data[pos++] = obj; }//进栈
    public T Pop() { return data[--pos]; }        //出栈
}

 Stack<int> stack = new Stack<int>();
 stack.Push(2); stack.Push(4);   //数据进栈
 //stack.Push("a");            //编译错误

类型参数

• 在泛型类型定义中，必须通过指定尖括号中的类型参数来声明类型
• 类型参数实际上只是类型占位符
• 在创建泛型类型的实例时，必须指定尖括号中的类型（可以是编译器识别的任何类型）

GenericList<float> list1 = new GenericList<float>();
GenericList<ExampleClass> list2 = new GenericList<ExampleClass>();
GenericList<ExampleStruct> list3 = new GenericList<ExampleStruct>();

泛型类和泛型接口

泛型类

一般用于封装非特定数据类型的操作，例如集合的添加项/移除项等，与所存储数据的类型无关

泛型类的继承

泛型接口

泛型类共通要实现的方法、委托或事件的签名封装为泛型接口

int[] arr = { 0, 1, 2, 3, 4 };
List<int> list = new List<int>();
for (int x = 5; x < 10; x++) list.Add(x);      //形成列表5、6、7、8、9

Console.WriteLine("输出数组列表ArrayList的内容：");
ProcessItems<int>(arr); 
Console.WriteLine("输出列表List的内容：");
ProcessItems<int>(list); 

    static void ProcessItems<T>(IList<T> coll)
    {
        foreach (T item in coll) 
        Console.Write(item.ToString() + " ");
    }   

泛型结构

struct Point<T>
{
    public T x;  public T y;
}
Point<int> pi = new Point<int>();  //泛型为int的Point
pi.x = 2; pi.y = 2;
Point<double> pd = new Point<double>(); //泛型为double的Point
pd.x = 3.3; pd.y = 3.3;

泛型方法

使用类型参数声明的方法

static void Swap<T>(ref T lhs, ref T rhs) //声明泛型方法：两者交换
    {
        T temp; temp = lhs; lhs = rhs; rhs = temp;
    }

int a = 1; int b = 2;
Swap<int>(ref a, ref b); //调用泛型方法：指定泛型参数的类型
double c = 1.1d; double d = 2.2d;
Swap(ref c, ref d); //调用泛型方法：省略类型参数，编译器将推断出该参数

泛型委托和泛型事件

• 通过指定类型参数，可以引用泛型委托

• 基于泛型委托，可以定义泛型事件
• 此时发送方参数可以为强类型，不再需要强制转换成Object，或反向强制转换
  

default关键字及协变和逆变

• 使用default关键字，对泛型参数的变量赋初值（T t = default(T);）

• 对于引用类型会返回null；对于数值类型会返回0；对于结构，此关键字将返回初始化为零或null的每个结构成员

协变和逆变

class Person { }
class Student : Person { }
class MyList<T> { }
class MySortedList<T> : MyList<T> { }
class Flock<T> { }

MyList<String> p1 = new MyList<String>();
MySortedList<String> c1 = new MySortedList<String>();
p1 = c1;                   //OK，派生类可直接转换为基类
c1 = (MySortedList<String>)p1;//OK，派生类可直接转换为基类

MyList<Person> p2 = new MyList<Person>();
MyList<Student> c2 = new MyList<Student>();
p2 = c2;               //编译错误，不同类型参数的对象之间不能转化
c2 = (MyList<Student>)p2;//编译错误，不同类型参数的对象之间不能转化