c# in depth的泛型實現實例代碼

2020-01-24 03:04:39

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供稿：網友

1.默認值表達式
如果已經明確了要處理的類型，也就知道了它的“默認”值。不知道要引用的類型，就不能直接指定默認值。不能使用null,因為它可能不是一個引用類型，不能使用0，因為它可能不是數值類型。雖然很少需要用到默認值，但它偶爾還是有用的。Dictionary<TKey,TValue>就是一個好的例子，它有個TryValue方法，它的作用有點兒像對數值類型進行處理的TryParse方法：他用一個輸出參數來接收你打算獲取的值，用一個Boolean返回值顯示它是否成功。這意味著方法必須用TValue類型的值來填充輸出參數。請記住，輸出參數必須在方法正常返回之前賦值。
為了滿足這方面的要求，c#2提供了默認值表達式。雖然c#語言規范沒有說他是一個操作符，但可以把它看做是與typeof相似的操作符，只是返回值不一樣罷了。

復制代碼代碼如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 默認值表達式
{
    class Program
    {
        static int CompareToDefault<T>(T value)
        where T : IComparable<T>
        {
            return value.CompareTo(default(T));
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine(CompareToDefault("x"));
            Console.WriteLine(CompareToDefault(10));
            Console.WriteLine(CompareToDefault(0));
            Console.WriteLine(CompareToDefault(-10));
            Console.WriteLine(CompareToDefault(DateTime.MinValue));
        }
    }
}

運行結果：

在上述代碼中，我們為泛型方法使用了3種不同的類型：string,int和DateTime. CompareToDefault方法規定只能使用實現了IComparable<T>接口的類型作為參數，這樣才能為傳入的值調用ComparTo<T>.傳入的值要和類型的默認值進行比較。string是引用類型，默認值是null―根據有關CompareTo的文檔，所有引用類型的值都要大于null，所以第一個輸出的結果是1，隨后三行和int的默認值進行比較，顯示int的默認值是0.最后一行輸出0，顯示了DateTime.MinValue就是DateTime的默認值。
如果傳遞的參數是null，上述代碼會拋出NullReferenceException異常。

2.直接比較

雖然上述代碼演示了如何進行比較，但我們并不是總是愿意限制我們自己的類型來實現IComparable<T>或者它的姊妹接口IEquatable<T>,后者提供了一個強類型的Equals(T)方法,以彌補所有類型都具備的Equals(object)的不足。如果沒有接口允許我們訪問一些額外的信息，那么我們能做的事情就很少了。只能調用Equals（object）。如果要比較的值時值類型，它會造成裝箱。
如果一個類型是未約束的，就可以使用==和！=操作符，但只能將該類型的值與null進行比較。不能直接比較兩個T類型的值（會報錯，無法通過編譯），如果類型實參是一個引用類型，會進行正常的引用比較。如果為T提供的類型實參是一個非可空值類型，與null進行比較總是不相等（這樣一來，JIT編譯器就可以移除這個比較）。如果類型實參是可空值類型，那么就會自然而然的與類型的空值進行比較。
如果一個類型參數被約束成值類型，就完全不能使用==和！=。如果被約束成引用類型，那么具體執行的比較將完全取決于類型參數被約束成什么類型。如果它只是一個引用類型，那么執行的是簡單的引用比較。如果被進一步約束成繼承自某個重載了==和！=操作符的特定類型，就會使用重載運算符。但要注意，假如調用者指定的類型實參恰巧也進行了重載，那么這個重載操作符是不會使用的。

復制代碼代碼如下:

using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 直接比較實現
{
    class Program
    {
        static bool AreReferencesEqual<T>(T first, T second)
            where T:class
        {
            return first == second;
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            string name = "Joy";
            string intro1 = "My name is "+name;
            string intro2 = "My name is "+name;
            Console.WriteLine(intro1==intro2);
            Console.WriteLine(AreReferencesEqual(intro1,intro2));
        }
    }
}

運行結果為：

雖然string 重載了==，但在執行的比較中是不會用這個重載的。基本上，在說編譯AreReferencesEqual<T>時，編譯器根本不知道有哪些重載可用，就好比傳入的只是object類型的參數。
并非只有操作符才有這個問題，遇到泛型類型時，編譯器會在編譯未綁定時就解析好所有方法重載，而不是等到執行時，才去為每個可能的方法調用重新考慮是否存在更具體的重載。例如，Console.WriteLine(default(t));這個語句總是被解析成Console.WriteLine(object object),即使為T傳遞的類型恰好就是string，也不會調用Console.WriteLine(string value),這好比普通方法重載是發生在編譯時，而不是執行時。
需要對值進行比較時，有兩個相當有用的類，他們是EqualityComparer<T>和Comparer<T>,兩者都位于System.Collection.Generic命名空間中。他們分別實現了IEqualityComparer<T>（適合對字典進行比較和哈希處理）和IComparer<T>（適合排序）。這兩個類的Default屬性能返回一個實現，能為特點的類型采取正確的比較操作。
說明：泛型比較接口共有四個主要的泛型接口可用于比較。IComparer<T>和IComparable<T>用于排序（判斷某個值是小于、等于還是大于另一個值），而IEqualityComparer<T>和IEquatable<T>通過某種標準來比較兩個項的相等性，或查找某個項的散列（通過相等性方式匹配）
如果換一種方式來劃分這四個接口，IComparer<T>和IEqualiyComparer<T>的實例能比較兩個不同的值，而IComparer<T>和IEquatable<T>的實例則可以比較它們本身和其他值。

3.一個完整的比較實例，表示一對值

這是一個完整的實例，它實現了一個有用的泛型類型，也就是一個Pair<T1,T2>，用于容納兩個值，類似鍵值對，但這兩個值之間沒有任何關系。
除了提供屬性來訪問值本身之外，我們還覆蓋了Equals和GetHashCode方法，從而使這個類型的實例能很好的作為字典中的鍵來使用。
pair<T1,T2>類

復制代碼代碼如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 表示一對值的泛型類
{
    public sealed class Pair<T1, T2> : IEquatable<Pair<T1, T2>>
    {
        private static readonly IEqualityComparer<T1> FirstComparer = EqualityComparer<T1>.Default;
        private static readonly IEqualityComparer<T2> SecondComparer = EqualityComparer<T2>.Default;
        private readonly T1 first;
        private readonly T2 second;
        public Pair(T1 first, T2 second)
        {
            this.first = first;
            this.second = second;
        }
        public T1 First { get { return first; } }
        public T2 Second { get { return second; } }
        public bool Equals(Pair<T1, T2> other)
        {
            return other != null && FirstComparer.Equals(this.First, other.First) && SecondComparer.Equals(this.Second, other.Second);
        }
        public override bool Equals(object obj)
        {
            return Equals(obj as Pair<T1,T2>);
        }
        public override int GetHashCode()
        {
            return FirstComparer.GetHashCode(first) * 37 + SecondComparer.GetHashCode(second);
        }
    }
}

Pair<T1,T2>輔助類

復制代碼代碼如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 表示一對值的泛型類
{
    public static class Pair
    {
        public static Pair<T1, T2> Of<T1, T2>(T1 first, T2 second)
        {
            return new Pair<T1, T2>(first,second);
        }
    }
}

主體方法

復制代碼代碼如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace 表示一對值的泛型類
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Pair<string, string> pair1 = new Pair<string, string>("hello","world");
            Pair<string, string> pair2 = new Pair<string, string>("hello", "world");
            Pair<int, string> pair3 = new Pair<int, string>(1,"hello world");
            bool c = pair1.Equals(pair2);
            bool d = pair2.Equals(pair3);
            System.Console.WriteLine(c);
            System.Console.WriteLine(d);
            System.Console.WriteLine(pair2.GetHashCode());

}
}
}

運行結果