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C#2.0 Specification(泛型一)

編輯：關於C語言

這篇文章是翻譯的微軟的技術文章.供學習c#的朋友參考，請勿用於商業目的。http://msdn.microsoft.com/vcsharp/team/language/default.ASPx
由於這一章非常長可能需要分幾篇：）
20．泛型
20.1泛型類聲明
泛型類聲明是一個需要提供類型參數以形成實際類型的類的聲明。

類聲明可以有選擇地定義類型參數。

class-declaration: （類聲明）

attributesopt class-modifiersopt class identifIEropt type-parameter-listopt class –baseopt type-parameter-constraints-clauSEOpt class-body;opt (特性可選類修飾符可選類標識符可選類型參數列表可選基類可選類型參數約束語句可選類體; 可選 )

除非提供了類型參數列表，類聲明可以不提供類型參數化約束語句。

提供了類型參數列表的類聲明是一個泛型類聲明。此外，任何嵌入到泛型類聲明或泛型結構聲明中的類，自身是一個泛型類聲明，因為必須提供包含類型的類型參數以創建構造類型（constructed type）；

泛型類通過使用構造類型而被引用（§20.5）。給定泛型類聲明

class List<T>{}

這是構造類型的一些例子，List<T>，List<int>和List<List<string>>。構造類型可以使用一個或多個參數，例如List<T>被稱為開放構造類型（open constructed type）。不使用類型參數的構造類型，例如List<int>被稱為封閉構造類型（closed constructed type）。

泛型類型不可以被“重載”；也就是說，和普通類型一樣在一個作用域內，泛型類型必須被唯一地命名。

class C{}

class C<V>{}//錯誤，C定義了兩次

class C<U,V>{}//錯誤，C定義了兩次

然而在非限定類型名字查找（§20.9.3）中使用的類型查找規則和成員訪問(§20.9.4），確實考慮到了類型參數的個數。

20.1.1類型參數
類型參數可以在一個類聲明上提供。每個類型參數是一個簡單的標識符，它指示了用來創建一個構造類型的類型參數的占位符。類型參數是在後面將要被提供的類型的形式占位符。相反，類型參數§20.5.1）只是在構造類型被引用時，實際類型的一個替代。

type-parameter-list：（類型參數列表：）

<type-parameters> （<類型參數>）

type-parameters：（類型參數：）

type-parameter（類型參數）

type-parameters type-parameter（類型參數，類型參數）

type-parameter：（類型參數：）

attributesopt identifIEr（特性可選標識符）

在類聲明中的每個類型參數在類的聲明空間（§3.3）定義了一個名字。由此，它不能和另一個類型參數或在類中聲明的成員有同樣的名字。類型參數不能和類型自身有同樣的名字。

在一個類中的類型參數的作用域（§3.7），包括基類、類型參數約束語句和類體。不像類的成員，它沒有擴展到派生類。在其作用域之內，類型參數可以被用作一個類型。

type（類型）：

value-type（值類型）

reference-type（引用類型）

type-parameter（類型參數）

由於類型參數可以被許多不同的實際類型實參所實例化，類型參數與其他類型相比將略微有一些不同的操作和限制。包括如下內容。

類型參數不能用於直接聲明一個基類型或者接口
對於在類型參數上的成員查找規則，如果約束存在，則依賴於應用到該類型參數的約束。更詳細地說明參看§20.7.4。

類型參數可行的轉換依賴於應用到該類型參數上的約束（如果有的話）。詳細地說明參看§20.7.4。
字面null不能被轉換到由類型參數所給定的類型，除非類型參數是由一個類約束（§20.7.4）所約束。然而可以使用一個默認值表達式（§20.8.1）代替。此外，由一個類型參數給定的類型的值可以使用“==”和“!=”（§20.8.4）與null進行比較。
如果類型參數通過一個構造函數約束（constructor-constraint）（§20.7）而約束，new表達式只能用過一個類型參數而被使用。
類型參數不能用於特性內的任何地方。
類型參數不能用於成員訪問，或者表示一個靜態成員或者嵌套類型的類型名字（§20.9.1、§20.9.4）。
在不安全代碼中，類型參數不能被用作托管類型（§18.2）。
作為一種類型，類型參數純粹只是一個編譯時構件。在運行時，每個類型參數被綁定到運行時類型，它是通過泛型類型聲明所提供的類型實參所指定的。為此，在運行時，使用類型參數聲明的變量類型是一個封閉類型（closed type）（§20.5.2）。所有語句和表達式在運行時執行所使用的類型參數，都是由那個參數作為類型實參而提供的實際類型。

20.1.2實例類型
每個類聲明都有與之關聯的構造類型，即實例類型(instance type)。對於一個泛型類聲明，實例類型通過創建一個來自於類型聲明的構造類型（§20.4）而形成，它使用對應於類型參數的每一個類型實參。由於實例化類型使用類型參數，在類型參數作用域內（類聲明之內），它是唯一有效的。實例類型在類聲明中是this的類型。對於非泛型類，實例類型只是一個聲明類型。下面展示了幾個聲明類，以及它們的實例類型。

class A<T> //實例類型：A<T>

{

class B{} //實例類型：A<T>.B

class C<U>{} //實例類型：A<T>.C<U>

}

class D{} //實例類型：D

20.1.3基類規范
在類聲明中指定的基類可以是一個構造類型（§20.5）。一個基類其自身不能是一個類型參數，但在其作用域內可以包含類型參數。

class Extend<V>: V{}//錯誤，類型參數被用作基類

泛型類聲明不能使用System.Attribute作為直接或間接基類。

在一個類聲明中指定的基接口可以是構造接口類型（§20.5）。基接口自身不能是類型參數，但在其作用域內可以包含類型參數，下面的代碼演示了如何實現和擴展構造類型。

class C<U,V>{}

Interface I1<V>{}

class D:C<string , int>,I1<string>{}

class E<T>:C<int,T> ,I1<T>{}

泛型類型聲明的基接口必須滿足§20.3.1中所描述的唯一性規則。

從基類或接口重寫或實現方法的類的方法，必須提供特定類型的合適方法。下面的代碼演示了方法如何被重寫和實現。這將會在§20.1.10中進一步解釋。

class C<U,V>

{

public virtual void M1(U x , List<V> y){…}

}

interface I1<V>

{

V M2(V x);

}

class D:C<string , int>,I1<string>

{

public override void M1(string x , List<int> y){…}

public string M2(string x){…}

}

20.1.4泛型類的成員
泛型類的所有成員都可以直接地或者作為構造類型的一部分，從任何封閉類（enclosing class）中使用類型參數。當特定的封閉構造類型在運行時被使用時，類型參數的每次使用都由構造類型所提供的實際類型實參所代替。例如

class C<V>

{

public V f1;

public C<V> f2=null;

public C(V x){

this.f1 = x;

this.f2 = this;

}

}

class Application

{

static void Main(){

C<int> x1= new C<int >(1);

Console.WriteLine(x1.f1); //打印1

C<double> x2 = new C<double>(3.1415);

Console.WriteLine(x2.f1); //打印 3.1415

}

}

在實例函數成員之內，this的類型就是聲明的實例類型（§20.1.2）。

除了使用類型參數作為類型和成員，在泛型類聲明中也遵循和非泛型類成員相同的規則。適用於特定種類成員的附加規則將在後面幾節進行討論。

20.1.5泛型類中的靜態字段
在一個泛型類聲明中的靜態變量，在相同封閉構造類型（§20.5.2）所有實例中被共享，但在不同封閉構造類型的實例中[1]，是不被共享的。這些規則不管靜態變量的類型包含那種類型參數都適用。

例如

class C<V>

{

static int count = 0;

public C()

{

count++;

}

public static int Count{

get{return count;}

}

}

class Application

{

static void Main()

{

C<int> x1 = new C<int>();

Console.WriteLine(C<int>.Count);//打印 1

C<double> x2 = new C<double>();

Console.WriteLine(C<int>.Count);//打印 1

C<int> x3 = new C<int>();

Console.WriteLine(C<int>.Count);//打印 2

}

}

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[1] 這是很容易理解的，因為在運行時，不同的封閉構造類型，是屬於不同的類型，比如List<int> 和List<string> 這二者的實例是不能共享靜態變量的。