C#中所謂泛型:即通過參數化類型來實現在同一份代碼上操作多種數據類型。泛型編程是一種編程范式,它利用“參數化類型”將類型抽象化,從而實現更為靈活的復用。
C#泛型賦予了代碼更強的類型安全,更好的復用,更高的效率,更清晰的約束。
C#泛型機制簡介
C#泛型能力由CLR在運行時支持,區別於C++的編譯時模板機制,和Java的編譯時的“搽拭法”。這使得泛型能力可以在各個支持CLR的語言之間進行無縫的互操作。
C#泛型代碼在被編譯為IL和元數據時,采用特殊的占位符來表示泛型類型,並用專有的IL指令支持泛型操作。而真正的泛型實例化工作以“on-demand”的方式,發生在JIT編譯時。
C#泛型編譯機制
第一輪編譯時,編譯器只為Stack類型產生“泛型版”的IL代碼和元數據,並不進行泛型類型的實例化,T在中間只充當占位符。
JIT編譯時,當JIT編譯器第一次遇到Stack時,將用int類型替換“泛型版”IL代碼與元數據中的T -- 進行泛型類型的實例化。
CLR為所有類型參數為“引用類型”的泛型類型產生同一份代碼,但如果類型參數為“值類型”,對每一個不同的“值類型”,CLR將為其產生一份獨立的代碼。
C#泛型的幾個特點
如果實例化泛型類型的參數相同,那麼JIT編譯器會重復使用該類型,因此C#的動態泛型能力避免了C++靜態模板可能導致的代碼膨脹的問題。
C#泛型類型攜帶有豐富的元數據,因此C#的泛型類型可以應用於強大的反射技術。
C#的泛型采用“基類、接口、構造器、值類型/引用類型”的約束方式來實現對類型參數的“顯示約束”,提高了類型安全的同時,也喪失了C++模板基於“簽名”的隱式約束所具有的高靈活性。
C#泛型類與結構
class C{} //合法
class D:C{} //合法
class E:C{} //合法
class F:C{} //合法
class G:C{} //非法