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  • 10泛型

    □ 什么时候使用泛型

    当针对不同的数据类型,采用相似的逻辑算法,为了避免重复,可以考虑使用泛型。

      针对类的泛型

    针对不同类型的数组,写一个针对数组的"冒泡排序"。

    □ 思路

    ● 针对类的泛型,泛型打在类旁。
    ● 由于在"冒泡排序"中需要对元素进行比较,所以泛型要约束成实现IComparable接口。

       class Program
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                SortHelper<int> isorter = new SortHelper<int>();
                int[] iarray = {8, 7, 1, 2, 12};
                isorter.BubbleSort(iarray);
                foreach (int  item in iarray)
                {
                    Console.Write(item+ ", ");
                }
                Console.ReadKey();
            }
        }
     
        public class SortHelper<T> where T : IComparable
        {
            public void BubbleSort(T[] array) 
            {
                int length = array.Length;
                for (int i = 0; i <= length -2; i++)
                {
                    for (int j = length - 1; j >= 1; j--)
                    {
                        if (array[j].CompareTo(array[j-1]) < 0)
                        {
                            T temp = array[j];
                            array[j] = array[j - 1];
                            array[j - 1] = temp;
                        }
                    }
                }
            }
        }
     

    结果:
    01

    □ 关于泛型约束

    where T : IComparable 把T约束为实现IComparable接口
    where T : class
    where T : struct
    where T : IComparable, new() 约束泛型必须有构造函数

    □ 关于冒泡算法

    ● 之所以for (int i = 0; i <= length -2; i++),这是边界思维,比如有一个长度为5的数组,如果0号位元素最终调换到4号位,每次调一个位,需要经过4次才能到4号位,即for(int i = 0; i <= 5-2, i++),i依次为0, 1, 2, 4,期间经历了4次。

    ● 至于for (int j = length - 1; j >= 1; j--)循环,即遍历从最后一个元素开始到索引为1的元素,每次与前一个位置上的元素比较。


    □ 关于比较

    int类型之所以能比较,是因为int类型也实现了IComparable接口。
    02

    byte类型也一样实现了IComparable接口。
    03

      自定义一个类,使之也能实现冒泡算法

    冒泡算法涉及到元素比较,所以自定义类必须实现IComparable接口。

       class Program
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                Book[] bookArray = new Book[2];
                Book book1 = new Book(100, "书一");
                Book book2 = new Book(80, "书二");
                bookArray[0] = book1;
                bookArray[1] = book2;
     
                Console.WriteLine("冒泡之前:");
                foreach (Book b in bookArray)
                {
                    Console.WriteLine("书名:{0},价格:{1}", b.Title, b.Price);
                }
     
                SortHelper<Book> sorter = new SortHelper<Book>();
                sorter.BubbleSort(bookArray);
                Console.WriteLine("冒泡之后:");
                foreach (Book b in bookArray)
                {
                    Console.WriteLine("书名:{0},价格:{1}", b.Title, b.Price);
                }
                Console.ReadKey();
            }
        }
     
        public class SortHelper<T> where T : IComparable
        {
            public void BubbleSort(T[] array) 
            {
                int length = array.Length;
                for (int i = 0; i <= length -2; i++)
                {
                    for (int j = length - 1; j >= 1; j--)
                    {
                        if (array[j].CompareTo(array[j-1]) < 0)
                        {
                            T temp = array[j];
                            array[j] = array[j - 1];
                            array[j - 1] = temp;
                        }
                    }
                }
            }
        }
     
        //自定义类实现IComparable接口
        public class Book : IComparable
        {
            private int price;
            private string title;
     
            public Book(){}
     
            public Book(int price, string title)
            {
                this.price = price;
                this.title = title;
            }
     
            public int Price
            {
                get { return this.price; }
            }
     
            public string Title
            {
                get { return this.title; }
            }
     
            public int CompareTo(object obj)
            {
                Book book = (Book)obj;
                return this.Price.CompareTo(book.Price);
            }
        }
     

    结果:
    04

      针对方法的泛型

    继续上面的例子,自定义一个类,并定义泛型方法。

       //方法泛型
        public class MethodSortHelper
        {
            public void BubbleSort<T>(T[] array) where T : IComparable
            {
                int length = array.Length;
                for (int i = 0; i <= length - 2; i++)
                {
                    for (int j = length - 1; j >= 1; j--)
                    {
                        if (array[j].CompareTo(array[j - 1]) < 0)
                        {
                            T temp = array[j];
                            array[j] = array[j - 1];
                            array[j - 1] = temp;
                        }
                    }
                }
            }
        }
     
    主程序。
     
        class Program
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                Book[] bookArray = new Book[2];
                Book book1 = new Book(100, "书一");
                Book book2 = new Book(80, "书二");
                bookArray[0] = book1;
                bookArray[1] = book2;
     
                Console.WriteLine("冒泡之前:");
                foreach (Book b in bookArray)
                {
                    Console.WriteLine("书名:{0},价格:{1}", b.Title, b.Price);
                }
     
                MethodSortHelper sorter = new MethodSortHelper();
                sorter.BubbleSort<Book>(bookArray);
                Console.WriteLine("冒泡之后:");
                foreach (Book b in bookArray)
                {
                    Console.WriteLine("书名:{0},价格:{1}", b.Title, b.Price);
                }
                Console.ReadKey();
            }
        }    
     

    结果:
    04

    另外,使用泛型方法的时候,除了按以下:

                MethodSortHelper sorter = new MethodSortHelper();
                sorter.BubbleSort<Book>(bookArray);

    还可以这样写:   

                MethodSortHelper sorter = new MethodSortHelper();
                sorter.BubbleSort(bookArray);       

    可见,泛型方法可以根据数组实例隐式推断泛型是否满足条件。

      泛型的其它优点

    □ 避免隐式装箱和拆箱

    以下包含隐式装箱和拆箱:

    ArrayList list = new ArrayList();
    for(int i = 0; i < 3; i++)
    {
        list.Add(i); //Add接收的参数类型是引用类型object,这里包含了隐式装箱
    }
    for(int i = 0; i < 3; i++)
    {
        int value = (int)list[i]; //引用类型强转成值类型,拆箱
        Console.WriteLine(value);
    }

    使用泛型避免隐式装箱和拆箱:

    List<int> list = new List<int>();
    for(int i = 0; i < 3; i++)
    {
        list.Add(i);
    }
    for(int i = 0; i < 3; i++)
    {
        int value = list[i];
        Console.WriteLine(value);
    }

    □ 能在编译期间及时发现错误

    不使用泛型,在编译期不会报错的一个例子:

    ArrayList list = new ArrayList();
    int i = 100;
    list.Add(i);
    string value = (string)list[0];

    使用泛型,在编译期及时发现错误:

    List<int> list = new List<int>();
    int i = 100;
    list.Add(i);
    string value = (string)list[0];

      使用泛型的技巧

    □ 在当前文件中给泛型取别名

    using IntList = List<int>;
    IntList list = new IntList();
    list.Add(1);

    □ 在不同文件中使用泛型别名,定义一个类派生于泛型

    public class IntList : List<int>{}

    参考资料:
    《.NET之美》--张子阳,感谢写了这么好的书!

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