8、泛型，泛型
首先陳述，這是一篇水文，因為文字內容比較干，主要是一些介紹和概念。但對泛型理解還是有一定的幫助。沒有過多的代碼解釋，勿怪。
引入：.net2.0發布之後，C#編程語言開始支持泛型，用以增強它的特性，基於此，在基礎類庫中引入了一個以集合為中心的新命名空間：System.Collections.Generic命名空間。
第一個問題：為什麼要引入泛型。其實也就是和數組之間的區別之處。
1、之前提到過C#的數組，數組這種數據結構可以提供一組固定上限的同一類型項。但有很多時候，我們卻需要更靈活的數據結構，例如，可以增長和收縮的容器。以及容器可以保存符合某個條件的對象。
2、類型安全和性能優勢。（約束）
既然如此，那麼就先從非泛型集合開始看起，逐漸過渡。
一、非泛型集合
我們知道，我們經常用mscorlib.dll中的System.Collections命名空間中很多類來組織數據。例如，ArrayList、Hashtable、Queue、Stack、SortedList。
使用這些類將會導致許多問題。
1、低性能。特別在操作數據結構的時候（值類型）。當我們在經典的集合類中存儲結構時，CLR必須執行大量的內存轉換。
2、有些經典的集合類不是類型安全的，因為他們是為了操作System.Object類而開發的。因此，可以包含任何類型。
強調：任何使用.net2.0或者更高版本創建的項目都應該放棄使用System.Collections中的類，而使用System.Collections.Generic中的類。
第一個問題，性能
之前提到，.net支持兩大數據類型：值類型和引用類型。有時候我們需要使用一個類別的變量表示另一個類別的變量，於是C#提供了成為裝箱的簡單機制。這允許我們將值類型保存在引用類型變量中。
裝箱：顯示的將值類型分配給System.Object變量的過程。這個過程，CLR會在堆上分配新的對象並將值類型的值復制到那個實例上，返回給我們的是新分配在堆上對象的引用。
拆箱：與裝箱相反，把保存在對象引用中的值轉換回棧上的相應值類型。（更像是類型轉換操作，但語義上卻迥然不同，因為拆箱CLR會驗收值類型是不是等價於裝箱的類型，如果是則將值類型復制回本地棧變量上。）所以與轉換不同，拆箱必須回到合適的數據類型。
注意：Console.WriteLine()方法操作的對象也是Object類型，故而當輸出的時候，我們的值會被再次裝箱。
裝箱拆箱發生的步驟如下：
1.必須在托管堆上分配一個新對象。
2。基於棧數據的值必須被轉移到新分配的內存位置。
3.在拆箱時，保存在堆上的對象中的值必須轉移回棧。
4.堆上無用的對象（最後）會被回收。
由此可見，當我們操作大數據量的時候，建會產生大量的裝箱拆箱操作，性能就是一個很大的問題了。理想情況下，我們應該可以在沒有任何性能問題的容器中操作站數據，並且在獲取數據的時候也不必使用try、catch作用域。（這正是泛型所實現的。）
第二個問題，類型安全
前面提到，在System.Collections命名空間下大多數類所操作的都是Object類型，因此他們可以容納任何類型，這就導致了類型安全問題。
而我們大多數情況下，需要一個類型安全的容器來操作特定的數據類型。而為了做到這些，我們需要自定義類型集合。
然而，自定義集合，卻並沒有消除裝箱拆箱的損失，例如不管用哪種類型來保存整數，我們都不可避免的使用非泛型容器帶來的裝箱問題。
這就需要使用泛型，泛型可以消除上述帶來的損耗和安全問題。與非泛型相比，泛型的優勢如下：
1、更好的性能，不會導致裝箱拆箱損耗。
2、類型安全，他們只包含指定類型。
3、大幅度減少了構建自定義類型集合的需要，因為基礎類庫提供了幾個預制的容器。
二、泛型類型參數的作用。
例如：List<T>
尖括號中的標記的正式名稱為類型參數，通俗的可以將其稱為占位符。<T>讀作of T。
在創建泛型對象、實現泛型接口或調用泛型成員時，為泛型參數提供的值是由開發者決定的。
1、當我們為泛型類或結構指定特定的類型參數時候，例如Person類的泛型集合，List<Person>。當創建List<T>變量的時候，編譯器並沒有為List<T>創建全新的實現，而只處理你實際調用的泛型類型的成員。
2、除了可以給泛型類指定類型成員，還可以死給泛型成員指定類型成員（即方法和屬性。）。例如List<int> intList;還有泛型接口，interface IComparable<T>
三、System.Collections.Generic命名空間
之前我們學習過對象初始化語法，現在我們看一下集合初始化語法：
這種語法特性，讓你可以用與填充基礎數組類似的語法，來填充ArrayList或List<Y>等容器。
說明，只能支持Add()方法的類使用集合初始化語法，這是ICollection<T>或ICollection接口決定的。
如建立一個point集合類，可以如下表示：
List<Point> mylit = new List<Point>
{
new point{x=1,y=1},
new point{x=2,y=2},
...
};
這種語法的好處是減少鍵盤輸入，但是壞處則是影響可讀性。
此命名空間下，包括幾種泛型類。
List<T>，使用最廣，用以動態調整的類型。
Stack<T>，棧，後進先出的數據集合，包含push和pop方法，分別比歐式進棧和出棧。
Queue<T>,隊列，先進先出的數據集合，包括Dequeue和Enqueue方法，分別表示在移除開始處對象（並返回）和在隊列末尾添加一個對象，除此之外，還有Peek方法，返回隊列開始處對象，但並不移除。
SortedSet<T>，這個類中的項是自動排序的，在插入和移除之後，也能自動排序，因此該類十分有用。
四、創建自定義的泛型方法/泛型結構和類。
傳統方法，交換兩個整數：
Swap(ref int a, ref int b){ int temp; temp = a; a = b; b = temp;}
如果我們繼續要交換兩個Person對象，則我們必須編寫一個swap的新版本：
Swap(ref Person a, ref Person b){ Person temp; temp = a; a = b; b = temp;}
如果需要交換其他的數據，則需要定義更多的方法，這就會給維護帶來麻煩，如果想要有單一的方法，我們需要創建操作Object類型的方法，但這樣會導致裝箱、拆箱，類型安全，顯示轉換等問題。
如果你要創建的方法重載只是輸入參數不同，可以使用泛型。方法如下：
Swap<T>(ref T a, ref T b){T temp; temp = a; a = b; b = temp;}
我們還可以創建泛型類或結構：public class Point<T>{}
其中，我們可以是一個雙精度的point也可以是一個int的point。
1、default（T），和泛型一塊兒使用的時候，它表示一個類型參數的默認值。這非常有用，因為一個泛型類型預先並不知道實際的真為輔，因此無法安全的假設默認值是什麼。默認值如下：
數值的默認值為0；引用類型的默認值是null；一個結構的字段被設為0（值類型）或null（引用類型）。
2、泛型基類，泛型類可以作為其他類的基類，它可以定義許多虛方法和抽象方法。但是要做到這些，泛型類需要遵循一些守則：
首先，如果一個非泛型類型擴展了一個泛型類，派生類必須指定一個類型參數。public class B：A<string>{}.其中A類為我們自定義的泛型類。
其次，如果泛型基類定義了泛型虛方法或抽象方法，派生類型必須使用指定類型參數重寫泛型方法。
最後，如果派生類型也是泛型，則它能夠（可選的）重用類型占位符。不過要注意派生類必須遵照基類中的任何約束。
五，類型參數的約束
如本節描述，任何泛型都必須至少有一個類型參數，並在與泛型類型或參數交互時指定該類型參數，這可以使我們構建類型安全的代碼。
.net平台使用where關鍵字可以得到更加具體的類型參數信息。下面幾種約束表示如下：
where T:struct,該類型參數<T>必須在其繼承鏈中包含System.ValueType值類型，即必須為結構。
where T : class，和上面相反，不能包含值類型，必須為引用類型。
where T : new()，該類型參數<T>必須包含一個默認的構造函數，因為無法預知子定義構造函數格式，所以如果泛型類型必須創建一個類型參數的實例，這將是非常有用的。注意，在有多個約束的時候，此約束必須列在末尾。
where T : NameOfBaseClass，該類型參數<T>必須派生於NameOfBaseClass指定的類。
where T : NameOfInterface，同上，必須派生於指定接口，多個接口必須用逗號隔開。
例如，如果要指定泛型智能操作結構，可以這樣：
Swap<T>(ref T a, ref T b) where T : struct {....}。以這種方式約束了Swap方法就不能再對其他如string對象進行交換了，因為string是引用類型。
六，小結
本小節主要陳述了泛型對比之前的經典容器有的一些優勢。類型安全、高效、減少代碼量。除此之外，還知道了泛型約束的一些知識。
