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  • 泛型中的类型约束和类型推断

    类型约束

    相信你还记得前面一篇文章中的泛型方法,在这个泛型方法中,我们就使用了类型约束。

    类型约束(type constraint)进一步控制了可指定的类型实参,当我们创建自己的泛型类型或者泛型方法的时候,类型约束是很有用的。

    回到前一篇例子中的泛型方法,这个泛型方法就要求可指定的类型实参必须实现了IComparable接口。

    为什么会有这个约束呢?原因很简单,因为我们在泛型方法的实现中直接调用T类型的"CompareTo"方法。所以,我们需要通过一个约束来保证T类型都有"CompareTo"方法,也就是说我们要指定的类型实参T要实现IComparable接口。

    public static T GetBiggerOne<T>(T itemOne, T itemTwo) where T : IComparable
    {
        if (itemOne.CompareTo(itemTwo) > 0)
        {
            return itemOne;
        }
        return itemTwo;
    }

    经过上面的解释,大家肯定对约束有了简单的认识。

    在类型约束中,有四种约束可供使用,他们的语法都是基本相同的,约束要放到泛型类型或泛型方法的末尾,并由上下文关键字where来引入。同时,约束也可以按照一定的规则组合在一起使用。

    下面我们就分别看看可供我们使用的四种类型约束。

    引用类型约束

    引用类型表示为T : class,用于确保指定的类型实参都是引用类型(任何类,接口,数组或委托,以及已知为引用类型的另一个类型参数)。

    如果使用引用类型约束,那么它必须是为类型参数指定的第一个约束

    一个简单的示例,例如对于下面的声明:

    struct RefSample<T> where T : class { }

    有效的封闭类型:

    • RefSample<string>
    • RefSample<IDisposable>

    无效的封闭类型:

    • RefSample<int>
    • RefSample<double>

    值类型约束

    跟引用类型约束形式类似,值类型约束表示为T : struct,用于确保指定的类型实参都是值类型。

    同样,如果使用值类型约束,那么它必须是为类型参数指定的第一个约束

    例如对于下面的声明:

    class ValSample<T> where T : struct { }

    有效的封闭类型:

    • ValSample <int>

    无效的封闭类型:

    • ValSample <string>

    构造函数类型约束

    构造函数类型约束表示为T : new(),用于确保所有的类型参数有一个无参数的构造函数,这个构造函数可用于创建类型的实例。这适用于:所有值类型;所有非静态、非抽象、没有显示声明的构造函数的类;显示声明了一个公共无参构造函数的所有非抽象类。

    如果使用构造函数类型约束,那么它必须是为类型参数指定的最后一个约束

    下面用一个例子进行简单的说明:

    public T CreateInstance<T>() where T : new()
    {
        return new T();
    }

    这次例子中是一个泛型方法,约束我们指定的类型实参必须拥有无参数的构造函数,在这种情况下,这个泛型方法就可以返回该类型的一个实例。

    所有下面都是有效的调用:

    • CreateInstance<int>()
    • CreateInstance<object>()

    注意,在C#中,所有的值类型都有一个默认的无参数构造函数,所以当我们使用一些组合约束的时候,C#编译器就会报出一个错误,因为这样的指定是多余的,所有值类型都隐式提供一个无参公共构造函数。

    public T CreateInstance<T>() where T: struct, new()

    转换类型约束

    转型类型约束允许我们指定另一个类型,类型实参必须可以通过一致性、引用或装箱转换隐式的转换为改类型。

    根据上面的描述,可以看到转换类型约束可以有以下一些表示:

    • T : <基类名>,类型参数必须是指定的基类或派生自指定的基类
    • T : <接口名>,类型参数必须是指定的接口或实现指定的接口;可以指定多个接口约束;约束接口也可以是泛型的
    • T : U,用于指定T的类型实参必须是用于指定U的类型实参或者派生自用于指定U的类型实参

    下面看几个例子:

       
       
       
     

    组合约束

    组合约束就是将前面提到的多种约束集合起来使用。

    对于一个类型参数,我们可以使用where关键字进行多个约束;对于不同的类型参数,可以有不同的约束,它们分别由单独的where关键字引入。

    在组合约束中,有很多组合情况是无效的,下面看一下例子:

    • class Sample<T> where T: class, struct

      • 没有任何类型即时引用类型又是值类型的,所以这样的组合是无效的
    • class Sample<T> where T: Stream, class

      • 引用类型约束应该为第一个约束,所以这样的组合无效的(同样,如果使用值类型约束,也必须是第一个)
    • class Sample<T> where T: new(), Stream

      • 构造函数约束必须放在最后面,所以这样的组合无效的
    • class Sample<T> where T: IDisposable, Stream

      • 如果存在多个转换类型约束,并且其中一个为类,那么它应该出现在接口的前面
    • class Sample<T> where T: XmlReader, IComparable, IComparable

      • 对于转换类型约束,同一个接口不能出现多次
    • class Sample<T,U> where T: struct where U:class, T

      • 类型形参"T"具有"struct"约束,因此"T"不能用作"U"的约束
    • class Sample<T,U> where T:Stream, U:IDisposable

      • 不同的类型参数可以有不同的约束,它们必须分别由单独的where关键字引入

    类型推断

    在调用泛型方法的时候,我们都需要通过"<>"来指定类型实参,就会显得代码比较复杂、冗余。其实,根据方法调用时传递的实参类型,可以比较容易的推断出泛型方法的类型参数应该是什么。

    所以,编译器就添加了一些"智能",帮我们推断泛型方法的类型参数,这样我们在方法调用的时候就可以不用显示的声明类型实参。

    注意,类型推断只适用于泛型方法。

    看一个简单的类型推断的例子:

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //Console.WriteLine("The bigger one is {0}", GetBiggerOne<int>(3, 9));
            //Console.WriteLine("The bigger one is {0}", GetBiggerOne<string>("Hello", "World"));
            //让编译器进行类型推断
            Console.WriteLine("The bigger one is {0}", GetBiggerOne(3, 9));
            Console.WriteLine("The bigger one is {0}", GetBiggerOne("Hello", "World"));
    
            Console.Read();
        }
    
        public static T GetBiggerOne<T>(T itemOne, T itemTwo) where T : IComparable
        {
            if (itemOne.CompareTo(itemTwo) > 0)
            {
                return itemOne;
            }
            return itemTwo;
        }
    }

    总结

    本文中介绍了泛型中的类型约束和类型推断特性。

    在我们使用自定义的泛型类型和泛型方法的时候,如果我们已经发现需要进行一些约束,最好就是直接在声明泛型类型和方法的时候把约束加上。同时应该注意组合约束中的一系列无效的约束组合。

    对于类型推断,这个特性只适合泛型方法,可以简化我们调用泛型方法时显示的声明类型实参。

    http://www.cnblogs.com/wilber2013/p/4292240.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/feng9exe/p/9150542.html
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