C# 泛型类

介绍

在 C# 中，泛型类是一种允许你定义类时使用类型参数的机制。通过泛型类，你可以创建可以处理任何数据类型的类，而无需为每种数据类型编写单独的类。泛型类的主要优势在于代码的重用性和类型安全性。

泛型类最常见的例子是 List<T>，其中 T 是类型参数。你可以创建一个 List<int> 来存储整数，或者创建一个 List<string> 来存储字符串，而不需要为每种类型编写不同的列表类。

泛型类的基本语法

泛型类的定义与普通类类似，但在类名后面添加了类型参数。类型参数用尖括号 <> 括起来，通常用 T 表示（尽管你可以使用任何有效的标识符）。

csharp
public class MyGenericClass<T>
{
    private T _value;

    public MyGenericClass(T value)
    {
        _value = value;
    }

    public T GetValue()
    {
        return _value;
    }
}

在这个例子中，MyGenericClass<T> 是一个泛型类，T 是类型参数。你可以使用任何类型来实例化这个类。

使用泛型类

要使用泛型类，你需要在实例化时指定类型参数。例如：

csharp
var intGenericClass = new MyGenericClass<int>(42);
Console.WriteLine(intGenericClass.GetValue()); // 输出: 42

var stringGenericClass = new MyGenericClass<string>("Hello, Generics!");
Console.WriteLine(stringGenericClass.GetValue()); // 输出: Hello, Generics!

在这个例子中，我们分别创建了一个 MyGenericClass<int> 和一个 MyGenericClass<string> 的实例。intGenericClass 存储了一个整数，而 stringGenericClass 存储了一个字符串。

泛型类的约束

有时你可能希望限制泛型类可以使用的类型。C# 允许你通过类型约束来实现这一点。常见的约束包括：

where T : struct：T 必须是值类型。
where T : class：T 必须是引用类型。
where T : new()：T 必须有一个无参数的构造函数。
where T : <基类名>：T 必须继承自指定的基类。
where T : <接口名>：T 必须实现指定的接口。

例如，假设你希望 MyGenericClass<T> 只能处理实现了 IComparable 接口的类型：

csharp
public class MyGenericClass<T> where T : IComparable
{
    private T _value;

    public MyGenericClass(T value)
    {
        _value = value;
    }

    public T GetValue()
    {
        return _value;
    }
}

现在，如果你尝试使用一个没有实现 IComparable 接口的类型来实例化 MyGenericClass<T>，编译器会报错。

实际应用场景

泛型类在实际开发中有广泛的应用。以下是一些常见的场景：

集合类：如 List<T>、Dictionary<TKey, TValue> 等，这些类可以存储任何类型的元素。
数据访问层：你可以创建一个泛型的 Repository<T> 类，用于处理不同类型的数据实体。
缓存：你可以创建一个泛型的 Cache<T> 类，用于缓存不同类型的数据。

例如，假设你正在开发一个简单的缓存系统：

csharp
public class Cache<T>
{
    private Dictionary<string, T> _cache = new Dictionary<string, T>();

    public void Add(string key, T value)
    {
        _cache[key] = value;
    }

    public T Get(string key)
    {
        return _cache.ContainsKey(key) ? _cache[key] : default(T);
    }
}

你可以使用这个 Cache<T> 类来缓存不同类型的数据：

csharp
var intCache = new Cache<int>();
intCache.Add("age", 25);
Console.WriteLine(intCache.Get("age")); // 输出: 25

var stringCache = new Cache<string>();
stringCache.Add("name", "Alice");
Console.WriteLine(stringCache.Get("name")); // 输出: Alice

总结

泛型类是 C# 中一个强大的特性，它允许你编写灵活且可重用的代码。通过使用泛型类，你可以避免为每种数据类型编写重复的代码，同时保持类型安全性。泛型类在集合、数据访问层、缓存等场景中有着广泛的应用。

提示

如果你对泛型类还不熟悉，建议从简单的例子开始，逐步尝试更复杂的应用场景。泛型类的概念在 C# 中非常重要，掌握它将大大提升你的编程能力。

附加资源与练习

练习：尝试创建一个泛型的 Stack<T> 类，实现 Push 和 Pop 方法。
阅读：查阅 Microsoft 官方文档以了解更多关于泛型的详细信息。
挑战：创建一个泛型的 Queue<T> 类，并实现 Enqueue 和 Dequeue 方法。

通过不断练习和探索，你将能够更好地理解和应用 C# 中的泛型类。

介绍​

泛型类的基本语法​

使用泛型类​

泛型类的约束​

实际应用场景​

总结​

附加资源与练习​

介绍

泛型类的基本语法

使用泛型类

泛型类的约束

实际应用场景

总结

附加资源与练习