.NET2.0基础类库中的范型——其他范型类

 

其他范型类

.NET 2.0 基础类库对范型的应用当然并不仅限于范型集合和 Functional Programming。下面所列的范型类也都有其明确的设计目的和用途。

Array

在.NET 2.0中，Array 类扩充了对范型编程的支持。当然，Array类本身并不是范型类（出于兼容的考虑），而是提供了一系列支持范型的方法。除了前面提到的 Functional Programming 的支持外，Array 类还对以前很多基于 object 的方法提供了对应的范型版本，这样对值类型可以提高查找和排序时的性能。例如：

 

static int IndexOf(T[] array, T value);

static void Sort(T[] array);

 

另外，还添加了一些新的范型方法，例如：

 

static IList AsReadOnly(T[] array); // 返回一个只读的列表

static void Resize(ref T[] array, int newSize); // 改变数组大小

 

还有一个好消息是，在 .NET 2.0 中，数组将支持范型集合接口。我们知道，在 .NET 2.0 以前，Array 抽象类实现了 IList，ICollection 和 IEnumerable 集合接口，这样我们可以在需要传入这些接口的地方传入数组。在 .NET 2.0 中，范型集合需要使用如 IEnumerable<T> 这样的范型接口，所以数组也将支持这些范型接口。然而，这些范型接口并不在 Array 类中实现（因为 Array 类本身并不是范型类），而是在运行时由 CLR 实现。例如，对于 int[]，可以按如下的伪定义理解它的实现：

 

class int[] : Array, List<int>, ICollection<int>, IEnumerable<int>

ArraySegment<T>

ArraySegment<T> 表示数组中的一段。我们知道，C#/CLR 没有提供默认参数这一特性，而是要求使用函数重载。所以，不少类中有大量的针对数组参数（索引，长度）的重载方法（为了方便调用者），例如：

 

class Encoding {

public virtual byte[] GetBytes(char[] chars);

public virtual byte[] GetBytes(char[] chars, int index, int count);

...

}

 

对类的设计者来说，提供如此多的重载显得麻烦和笨拙，而且这些重载方法实际上都对应同一个实现。另外，设计如此多的虚函数也给子类的实现者带来了不少麻烦，尤其是当这些函数是 abstract 时。

在 .NET 2.0 中，微软试图通过提供 ArraySegment<T> 类来解决这一设计问题。使用 ArraySegment<T> 的话，类的设计者现在只需设计一个方法即可，即：（注意这不是 .NET 2.0 的真实代码，仅为说明问题）

 

class Encoding {

public virtual byte[] GetBytes(ArraySegment<char> chars);

...

}

 

而由调用者来决定如何传入数组参数，例如：

 

char[] chars = ...;

byte[] bytes = enc.GetBytes(new ArraySegment<char>(chars));

或

byte[] bytes = enc.GetBytes(new ArraySegment<char>(chars, 0, 10));

 

可以看到，使用 ArraySegment<char> 的缺点是对使用者来说要多编写一些代码。可能是这个原因，所以目前 .NET 中并没有正式开始使用它。另外一个原因则可能是出于要和已有设计保持一致的考虑。

Nullable<T>

Nullable<T> 值类型用于表示可能无效或者不存在的值（这个类最初的命名为 OptionalValue<T>）。例如，在数据库设计中可能有些字段是可选，数据访问接口的设计者可以用 Nullable<T> 来返回数据库字段。Nullable<T> 类有两个只读实例属性 HasValue 和 Value。前者是 bool 类型用于标识是否有效，后者是 T 类型的数据。在访问 Value 之前必须先判断 HasValue 是否为 true，否则将抛出异常。

Nullable<T> 通常用于值类型（如 Nullable<DateTime>），因为对引用类型来说，null 本身就可以代表无效的状态，在这种情况下使用 Nullable<T> 并没有太多意义。

值得一提的是，C# 2.0 为 Nullable<T> 类型提供了一个非常简洁而优美的语法，即在原始类型后加 ? 后缀，也就是说，int? 等于 Nullable<int>。这样使得 Nullable<T> 在 C# 中的使用非常的容易和自然（毕竟模板看起来要费眼一些J）。例如下面的代码示例：

 

int? a = null; // a为空（即HasValue属性为false）

int? b = 10; // b为10

 

以后，在设计可能返回无效值的 API 时，除了以前使用的抛出异常的方法外，我们也可以使用 Nullable<T>，例如：

 

int ParseNumber(string s); // 使用异常

int? TryParseNumber(string s); // 不使用异常，而使用Nullable<T>

EventHandler<T>

事件的定义和使用遍及 .NET Framework 的各个角落。在没有范型的情况下，每个事件委托都要单独定义，例如：

 

delegate void EventHandler(object sender, EventArgs e);

delegate void KeyEventHandler(object sender, KeyEventArgs e);

 

这样的缺点是对事件定义者来说每次都要定义新的事件委托，而对使用者来说又要多学习和记忆新的事件委托。在 .NET 2.0 中，引入了 EventHandler 范型事件委托来解决这个问题，它的原型如下（注意它位于 System.Collections.Generic 命名空间中）：

 

delegate void EventHandler(object sender, T e) where T: EventArgs;

 

使用 EventHandler 的话，就不需要自己定义新的事件委托了，仅需提供自己的事件参数类即可（需要从 EventArgs 派生）。这样的好处一方面是可用性更好（无论对事件定义者还是使用者），另外从 CLR 的角度来说，因为这个范型委托编译后对所有 T 类型都只对应一个二进制实现，所以会提高系统的整体性能。所以，在微软最新的设计指南中，建议事件委托使用 EventHandler<T>。使用 EventHandler<T> 的代码示例如下：

 

class MyEventArgs : EventArgs {

    ...

}

 

class Foo {

    public event EventHandler<MyEventArgs> MyEvent;

    ...

}

 

Foo foo = new Foo();

foo.MyEvent += new EventHandler<MyEventArgs>(this.MyEventHandler);

...