C#函数式程序设计之泛型（下）

C#函数式程序设计之约束类型

每当使用泛型类型时，可以通过where字句对泛型添加约束：

static void OutputValue<T>(T value) where T : ListItem<string>
{
      Console.WriteLine("String list value: {0}", value.Value);
}

这个例子直观地声明了一个约束：类型T必须与ListItem<string>相匹配。泛型类型约束T:X表示T可以是X、X的派生对象或X的实现（假如X是一个接口）。换言之，假如类型T的一个实例为t，则可以把它赋给一个变量：X x=t;

约束可以使用具体的类型，但是在这些情形下，类型不可以是密封的。有几个特殊的关键字可以取代或补充类型声明符。关键字class表示此类型必须是一个引用类型，而struct表示它必须是一个值类型。当new()与class或者任何具体类型一起使用时，可以给这个类型定义一个默认的构造函数。

约束的最后一个应用是定义两个类型参数的关系。例如，对于类型参数的T和U，约束T:U表示T必须与U相容。

使用约束时，有一点必须记住：泛型的基本作用是提供一个类型安全的方法，使代码可以处理不同类型的数据。约束用得越多，则离这个思想越远，因为约束降低了灵活性。

C#函数式程序设计之其他泛型类型

除了方法与类外，结构体、委托和接口也可以使用类型参数。结构体和接口使用类型参数是显而易见的，其用法与类相似：

public struct MyPoint<T> where T : struct
{
      public MyPoint(T x, T y)
      {
            this.x = x;
            this.y = y;
      }

      private readonly T x;
      public T X
      {
           get
           {
                return x;
           }
      }

      private readonly T y;
      public T Y
      {
           get
           {
                return y;
           }
      }

      public interface IListItem<T>
      {
           T Value { get; }
            ListItem<T> Prepend(T value);
       }
}

即使是委托，其用法也丝毫没有令人吃惊的地方：

public delegate R CreateDelegate<T, R>(T param);
public class ParameterFactory<T, R>
{
      CreateDelegate<T, R> createDelegate;
      public ParameterFactory(CreateDelegate<T, R> createDelegate)
      {
           this.createDelegate = createDelegate;
      }
}

使用了泛型后，这些委托几乎可以代表任何函数。

C#函数式程序设计之协变与逆变

如果一个操作保留了类型原来的顺序，则成为协变，如果颠倒它们的顺序，则称为逆变。所谓的类型顺序是指：通用类型的顺序值比专用类型的顺序值强。

下面这个例子说明C#支持协变，首先定义一个对象数组：

object[] objects = new object[3];
objects[0] = new object();
objects[1]="Just a string";
objects[2]=10;

可以把不同的值插入到这个数组中，因为所有数据最终都是派生自.NET中的Object类型。换言之，Object是一个非常通用的类型，即它是一个强类型。接下来说明.NET支持协变，它把一个弱类型的值赋给强类型的变量：

string[] stringsTest = new string[] { "one", "two", "three" };
objects = stringsTest;

变量objects属于object[]类型，它可以保存实际类型为string[]的值。仔细想想，我们希望如此，但是结果不是这样的，毕竟，虽然string派生自object，但是string[]并不是派生自object[]。尽管如此，由于本例中C#支持协变，这个赋值是可行的。

说明逆变思想需要一个比较复杂的例子：

public class Person:IPerson
{
    public Person() { }
}

public class Woman : Person
{
    public Woman() { }
}

Woman是从Person派生出来的类，现在分析如下两个函数：

static void WorkWithPerson(Person person)
{ }

static void WorkWithWonman(Woman woman)
{ }

其中一个函数作用于Woman类，另一个函数比较通用，作用于Person类。从Woman类可以定义以下两个委托和函数：

delegate void AcceptWomanDelegate(Woman person);

static void DoWork(Woman woman, AcceptWomanDelegate acceptWoman)
{
     acceptWoman(woman);
}

DoWork函数接受一个Woman参数和一个函数引用，后者也接受一个Woman参数。DoWork函数把Woman实例传递给委托。元素类型大小为：Person比Woman强，WorkWithPerson比WorkWithWoman强，为了应用逆变，在此认为WorkWithPerson比AcceptWomanDelegate强，看以下三行代码：

Woman woman = new Woman();
DoWork(woman, WorkWithWonman);
DoWork(woman, WorkWithPerson);

首先创建一个Woman实例，然后调用DoWork函数，把Woman实例和WorkWithWoman方法的引用地址传递给DoWork。后者显然是与委托类型AcceptWomanDelegate相容——两者都只有一个Woman类型参数，没有返回值。但第三行代码有点怪，根据AcceptWomanDelegate的要求，WorkWithPerson方法接受一个Person参数，而不是一个Woman参数。虽然如此，WorkWithPerson还是与委托类型相容，这是逆变的缘故。

因此，在委托类型下，强类型可以保存在弱类型的变量中。

变异也能应用在泛型中。如下代码：

List<object> objectList = new List<object>();
List<string> stringList = new List<string>();
objectList = stringList;

以上代码并没有得到C#的支持，编译器会报如下错误：

在C#和.NET4.0中，泛型的变异支持已删除，现在要使用泛型类型参数，可以用新增的关键字 in 和 out。这两个关键字定义或限制某个类型参数的数据流动方向，允许变异发生。