在2005年底微軟公司正式發(fā)布了C# 2.0，與C# 1.x相比，新版本增加了很多新特性，其中最重要的是對(duì)泛型的支持。通過泛型，我們可以定義類型安全的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而無需使用實(shí)際的數(shù)據(jù)類型。這能顯著提高性能并得到更高質(zhì)量的代碼。泛型并不是什么新鮮的東西，他在功能上類似于C++的模板，模板多年前就已存在C++上了，并且在C++上有大量成熟應(yīng)用。
本文討論泛型使用的一般問題，比如為什么要使用泛型、泛型的編寫方法、泛型中數(shù)據(jù)類型的約束、泛型中靜態(tài)成員使用要注意的問題、泛型中方法重載的問、泛型方法等，通過這些使我們可以大致了解泛型并掌握泛型的一般應(yīng)用，編寫出更簡單、通用、高效的應(yīng)用系統(tǒng)。
什么是泛型
我們?cè)诰帉懗绦驎r(shí)，經(jīng)常遇到兩個(gè)模塊的功能非常相似，只是一個(gè)是處理int數(shù)據(jù)，另一個(gè)是處理string數(shù)據(jù)，或者其他自定義的數(shù)據(jù)類型，但我們沒有辦法，只能分別寫多個(gè)方法處理每個(gè)數(shù)據(jù)類型，因?yàn)榉椒ǖ膮?shù)類型不同。有沒有一種辦法，在方法中傳入通用的數(shù)據(jù)類型，這樣不就可以合并代碼了嗎？泛型的出現(xiàn)就是專門解決這個(gè)問題的。讀完本篇文章，你會(huì)對(duì)泛型有更深的了解。
為什么要使用泛型
為了了解這個(gè)問題，我們先看下面的代碼，代碼省略了一些內(nèi)容，但功能是實(shí)現(xiàn)一個(gè)棧，這個(gè)棧只能處理int數(shù)據(jù)類型：
public class Stack
{
private int[] m_item;
public int Pop(){...}
public void Push(int item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new int[i];
}
}
上面代碼運(yùn)行的很好，但是，當(dāng)我們需要一個(gè)棧來保存string類型時(shí)，該怎么辦呢？很多人都會(huì)想到把上面的代碼復(fù)制一份，把int改成string不就行了。當(dāng)然，這樣做本身是沒有任何問題的，但一個(gè)優(yōu)秀的程序是不會(huì)這樣做的，因?yàn)樗氲饺粢院笤傩枰猯ong、Node類型的棧該怎樣做呢？還要再復(fù)制嗎？優(yōu)秀的程序員會(huì)想到用一個(gè)通用的數(shù)據(jù)類型object來實(shí)現(xiàn)這個(gè)棧：
public class Stack
{
private object[] m_item;
public object Pop(){...}
public void Push(object item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new[i];
}
}
這個(gè)棧寫的不錯(cuò)，他非常靈活，可以接收任何數(shù)據(jù)類型，可以說是一勞永逸。但全面地講，也不是沒有缺陷的，主要表現(xiàn)在：
當(dāng)Stack處理值類型時(shí)，會(huì)出現(xiàn)裝箱、折箱操作，這將在托管堆上分配和回收大量的變量，若數(shù)據(jù)量大，則性能損失非常嚴(yán)重。
在處理引用類型時(shí)，雖然沒有裝箱和折箱操作，但將用到數(shù)據(jù)類型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換操作，增加處理器的負(fù)擔(dān)。
在數(shù)據(jù)類型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換上還有更嚴(yán)重的問題（假設(shè)stack是Stack的一個(gè)實(shí)例）：
Node1 x = new Node1();
stack.Push(x);
Node2 y = (Node2)stack.Pop();
上面的代碼在編譯時(shí)是完全沒問題的，但由于Push了一個(gè)Node1類型的數(shù)據(jù)，但在Pop時(shí)卻要求轉(zhuǎn)換為Node2類型，這將出現(xiàn)程序運(yùn)行時(shí)的類型轉(zhuǎn)換異常，但卻逃離了編譯器的檢查。
針對(duì)object類型棧的問題，我們引入泛型，他可以優(yōu)雅地解決這些問題。泛型用用一個(gè)通過的數(shù)據(jù)類型T來代替object，在類實(shí)例化時(shí)指定T的類型，運(yùn)行時(shí)（Runtime）自動(dòng)編譯為本地代碼，運(yùn)行效率和代碼質(zhì)量都有很大提高，并且保證數(shù)據(jù)類型安全。
使用泛型
下面是用泛型來重寫上面的棧，用一個(gè)通用的數(shù)據(jù)類型T來作為一個(gè)占位符，等待在實(shí)例化時(shí)用一個(gè)實(shí)際的類型來代替。讓我們來看看泛型的威力：
public class Stack
{
private T[] m_item;
public T Pop(){...}
public void Push(T item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new T[i];
}
}
類的寫法不變，只是引入了通用數(shù)據(jù)類型T就可以適用于任何數(shù)據(jù)類型，并且類型安全的。這個(gè)類的調(diào)用方法：
//實(shí)例化只能保存int類型的類
Stack a = new Stack(100);
a.Push(10);
a.Push("8888"); //這一行編譯不通過，因?yàn)轭恆只接收int類型的數(shù)據(jù)
int x = a.Pop();
//實(shí)例化只能保存string類型的類
Stack b = new Stack(100);
b.Push(10); //這一行編譯不通過，因?yàn)轭恇只接收string類型的數(shù)據(jù)
b.Push("8888");
string y = b.Pop();
這個(gè)類和object實(shí)現(xiàn)的類有截然不同的區(qū)別：
1. 他是類型安全的。實(shí)例化了int類型的棧，就不能處理string類型的數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)類型也一樣。
2. 無需裝箱和折箱。這個(gè)類在實(shí)例化時(shí)，按照所傳入的數(shù)據(jù)類型生成本地代碼，本地代碼數(shù)據(jù)類型已確定，所以無需裝箱和折箱。
3. 無需類型轉(zhuǎn)換。
本文討論泛型使用的一般問題，比如為什么要使用泛型、泛型的編寫方法、泛型中數(shù)據(jù)類型的約束、泛型中靜態(tài)成員使用要注意的問題、泛型中方法重載的問、泛型方法等，通過這些使我們可以大致了解泛型并掌握泛型的一般應(yīng)用，編寫出更簡單、通用、高效的應(yīng)用系統(tǒng)。
什么是泛型
我們?cè)诰帉懗绦驎r(shí)，經(jīng)常遇到兩個(gè)模塊的功能非常相似，只是一個(gè)是處理int數(shù)據(jù)，另一個(gè)是處理string數(shù)據(jù)，或者其他自定義的數(shù)據(jù)類型，但我們沒有辦法，只能分別寫多個(gè)方法處理每個(gè)數(shù)據(jù)類型，因?yàn)榉椒ǖ膮?shù)類型不同。有沒有一種辦法，在方法中傳入通用的數(shù)據(jù)類型，這樣不就可以合并代碼了嗎？泛型的出現(xiàn)就是專門解決這個(gè)問題的。讀完本篇文章，你會(huì)對(duì)泛型有更深的了解。
為什么要使用泛型
為了了解這個(gè)問題，我們先看下面的代碼，代碼省略了一些內(nèi)容，但功能是實(shí)現(xiàn)一個(gè)棧，這個(gè)棧只能處理int數(shù)據(jù)類型：
public class Stack
{
private int[] m_item;
public int Pop(){...}
public void Push(int item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new int[i];
}
}
上面代碼運(yùn)行的很好，但是，當(dāng)我們需要一個(gè)棧來保存string類型時(shí)，該怎么辦呢？很多人都會(huì)想到把上面的代碼復(fù)制一份，把int改成string不就行了。當(dāng)然，這樣做本身是沒有任何問題的，但一個(gè)優(yōu)秀的程序是不會(huì)這樣做的，因?yàn)樗氲饺粢院笤傩枰猯ong、Node類型的棧該怎樣做呢？還要再復(fù)制嗎？優(yōu)秀的程序員會(huì)想到用一個(gè)通用的數(shù)據(jù)類型object來實(shí)現(xiàn)這個(gè)棧：
public class Stack
{
private object[] m_item;
public object Pop(){...}
public void Push(object item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new[i];
}
}
這個(gè)棧寫的不錯(cuò)，他非常靈活，可以接收任何數(shù)據(jù)類型，可以說是一勞永逸。但全面地講，也不是沒有缺陷的，主要表現(xiàn)在：
當(dāng)Stack處理值類型時(shí)，會(huì)出現(xiàn)裝箱、折箱操作，這將在托管堆上分配和回收大量的變量，若數(shù)據(jù)量大，則性能損失非常嚴(yán)重。
在處理引用類型時(shí)，雖然沒有裝箱和折箱操作，但將用到數(shù)據(jù)類型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換操作，增加處理器的負(fù)擔(dān)。
在數(shù)據(jù)類型的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換上還有更嚴(yán)重的問題（假設(shè)stack是Stack的一個(gè)實(shí)例）：
Node1 x = new Node1();
stack.Push(x);
Node2 y = (Node2)stack.Pop();
上面的代碼在編譯時(shí)是完全沒問題的，但由于Push了一個(gè)Node1類型的數(shù)據(jù)，但在Pop時(shí)卻要求轉(zhuǎn)換為Node2類型，這將出現(xiàn)程序運(yùn)行時(shí)的類型轉(zhuǎn)換異常，但卻逃離了編譯器的檢查。
針對(duì)object類型棧的問題，我們引入泛型，他可以優(yōu)雅地解決這些問題。泛型用用一個(gè)通過的數(shù)據(jù)類型T來代替object，在類實(shí)例化時(shí)指定T的類型，運(yùn)行時(shí)（Runtime）自動(dòng)編譯為本地代碼，運(yùn)行效率和代碼質(zhì)量都有很大提高，并且保證數(shù)據(jù)類型安全。
使用泛型
下面是用泛型來重寫上面的棧，用一個(gè)通用的數(shù)據(jù)類型T來作為一個(gè)占位符，等待在實(shí)例化時(shí)用一個(gè)實(shí)際的類型來代替。讓我們來看看泛型的威力：
public class Stack
{
private T[] m_item;
public T Pop(){...}
public void Push(T item){...}
public Stack(int i)
{
this.m_item = new T[i];
}
}
類的寫法不變，只是引入了通用數(shù)據(jù)類型T就可以適用于任何數(shù)據(jù)類型，并且類型安全的。這個(gè)類的調(diào)用方法：
//實(shí)例化只能保存int類型的類
Stack a = new Stack(100);
a.Push(10);
a.Push("8888"); //這一行編譯不通過，因?yàn)轭恆只接收int類型的數(shù)據(jù)
int x = a.Pop();
//實(shí)例化只能保存string類型的類
Stack b = new Stack(100);
b.Push(10); //這一行編譯不通過，因?yàn)轭恇只接收string類型的數(shù)據(jù)
b.Push("8888");
string y = b.Pop();
這個(gè)類和object實(shí)現(xiàn)的類有截然不同的區(qū)別：
1. 他是類型安全的。實(shí)例化了int類型的棧，就不能處理string類型的數(shù)據(jù)，其他數(shù)據(jù)類型也一樣。
2. 無需裝箱和折箱。這個(gè)類在實(shí)例化時(shí)，按照所傳入的數(shù)據(jù)類型生成本地代碼，本地代碼數(shù)據(jù)類型已確定，所以無需裝箱和折箱。
3. 無需類型轉(zhuǎn)換。