文章目录
- C#泛型简介
- C#可空类型：Nullable
- C#泛型方法的定义及使用
- C#泛型类的定义及使用
- C#泛型集合定义及使用
- C# IComparable、IComparer接口：比较两个对象的值
泛型是在 System.Collections.Generic 命名空间中的，用于约束类或方法中的参数类型。
泛型的应用非常广泛，包括方法、类以及集合等。
C#泛型简介
在前面《C#集合》一节中介绍了集合，集合中的项允许是 object 型的值，因此可以存放任意类型的值。
例如，在 ArrayList 中以 double 类型存入学生考试成绩，但存入值时并没有做验证，存入了其他数据类型的值，代码如下。
ArrayList arrayList=new ArrayList();
arrayList.Add(100);
arrayList.Add("abc");
arrayList.Add(85.5);
foreach (double d in arrayList)
{
Console.WriteLine(d);
}
执行上面的代码，由于在集合中存放的并不全是 double 类型的值，因此会出现 System.InvalidCastException 异常，即指定的转换无效。
为了避免类似的情况产生，将集合中元素的类型都指定为 double 类型，不能在集合中输入其他类型的值，这种设置方式即为泛型的一种应用。
C#可空类型：Nullable
对于引用类型的变量来说，如果未对其赋值，在默认情况下是 Null 值，对于值类型的变量，如果未赋值，整型变量的默认值为 0。
但通过 0 判断该变量是否赋值了是不太准确的。
在 C# 语言中提供了一种泛型类型（即可空类型 (System.Nullable)）来解决值类型的变量在未赋值的情况下允许为 Null 的情况。
定义可空类型变量的语法形式如下。
System.Nullable<T> 变量名;
其中，Nullable所在的命名空间 System 在 C# 类文件中默认是直接引入的，因此可以省略 System，直接使用 Nullable 即可；T 代表任意类型，例如定义一个存放 int 类型值的变量，代码如下。
Nullable<int> a;
这样，可以将变量 a 的值设置为 Null。即：
Nullable<int> a = Null;
除了使用上面的方法定义可空类型变量以外，还可以通过如下语句定义一个 int 类型的可空类型变量。
int? a
从上面的定义可以看出，int? 等同于Nullable。
此外，在使用可空类型时也可以通过 HasValue 属性判断变量值是否为 Null 值。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int? i = null;
double? d = 3.14;
if (i.HasValue)
{
Console.WriteLine("i 的值为{0}", i);
}
else
{
Console.WriteLine("i 的值为空！");
}
if (d.HasValue)
{
Console.WriteLine("d 的值为{0}", d);
}
else
{
Console.WriteLine("d 的值为空！");
}
}
}
C#泛型方法的定义及使用
在 C# 语言中泛型方法是指通过泛型来约束方法中的参数类型，也可以理解为对数据类型设置了参数。
如果没有泛型，每次方法中的参数类型都是固定的，不能随意更改。
在使用泛型后，方法中的数据类型则有指定的泛型来约束，即可以根据提供的泛型来传递不同类型的参数。
【实例】创建泛型方法，实现对两个数的求和运算。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Add<double>(3.3, 4);
Add<int>(3, 4);
}
private static void Add<T>(T a, T b)
{
double sum = double.Parse(a.ToString()) + double.Parse(b.ToString());
Console.WriteLine(sum);
}
}
C#泛型类的定义及使用
C# 语言中泛型类的定义与泛型方法类似，是在泛型类的名称后面加上，当然,也可以定义多个类型，即“<T1,T2,・・・>”。
具体的定义形式如下。
class 类名<T1,T2,…>
{
}
这样，在类的成员中即可使用 T1、T2 等类型来定义。
【实例】定义泛型类，并在泛型类中定义数组，提供添加和显示数组中全部元素的 方法。
class MyTest<T>
{
private T[] items = new T[3];
private int index = 0;
public void Add(T t)
{
if (index < 3)
{
items[index] = t;
index++;
}
else
{
Console.WriteLine("数组已满！");
}
}
public void Show()
{
foreach(T t in items)
{
Console.WriteLine(t);
}
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MyTest<int> test = new MyTest<int>();
test.Add(10);
test.Add(20);
test.Add(30);
test.Show();
}
}
C#泛型集合定义及使用
C# 语言中泛型集合是泛型中最常见的应用，主要用于约束集合中存放的元素。
由于在集合中能存放任意类型的值，在取值时经常会遇到数据类型转换异常的情况，因此推荐在定义集合时使用泛型集合。
前面《C# ArrayList》与《C# Hashtable》中已经介绍了非泛型集合中的 ArrayList、Hashtable。
非泛型集合中的 ArrayList、Hashtable 在泛型集合中分别使用 List 和 Dictionary<K,V> 来表示，其他泛型集合均与非泛型集合一致。
【实例 1】使用泛型集合 List 实现对学生信息的添加和遍历。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
List<Student> list = new List<Student>();
list.Add(new Student(1, "小明", 20));
list.Add(new Student(2, "小李", 21));
list.Add(new Student(3, "小赵", 22));
foreach(Student stu in list)
{
Console.WriteLine(stu);
}
}
}
class Student
{
public Student(int id,string name,int age)
{
this.id = id;
this.name = name;
this.age = age;
}
public int id { get; set; }
public string name { get; set; }
public int age { get; set; }
public override string ToString()
{
return id + "：" + name + "：" + age;
}
}
【实例 2】使用泛型集合 Dictionary<K,V> 实现学生信息的添加，并能够按照学号查询学生信息。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Dictionary<int, Student> dictionary = new Dictionary<int, Student>();
Student stu1 = new Student(1, "小明", 20);
Student stu2 = new Student(2, "小李", 21);
Student stu3 = new Student(3, "小赵", 22);
dictionary.Add(stu1.id, stu1);
dictionary.Add(stu2.id, stu2);
dictionary.Add(stu3.id, stu3);
Console.WriteLine("请输入学号：");
int id = int.Parse(Console.ReadLine());
if (dictionary.ContainsKey(id))
{
Console.WriteLine("学生信息为：{0}", dictionary[id]);
}
else
{
Console.WriteLine("您查找的学号不存在！");
}
}
}
根据输入的学号直接从 Dictionary<int,Student> 泛型集合中查询出所对应的学生信息，并且在输出学生信息时不需要进行类型转换，直接输出其对应的 Student 类的对象值即可。
C# IComparable、IComparer接口：比较两个对象的值
在 C# 语言中提供了 IComparer 和 IComparable 接口比较集合中的对象值，主要用于对集合中的元素排序。
IComparer 接口用于在一个单独的类中实现，用于比较任意两个对象。
IComparable 接口用于在要比较的对象的类中实现，可以比较任意两个对象。
在比较器中还提供了泛型接口的表示形式，即 IComparer 和 IComparable 的形式。
对于IComparable 接口，方法如下表所示。
| 方法 | 作用 |
|---|
| CompareTo(T obj) | 比较两个对象值 |
【实例 1】在上一节《C#泛型集合》中实例 1 的基础上将学生信息按照年龄从大到小输出。
class Student:IComparable<Student>
{
public Student(int id,string name,int age)
{
this.id = id;
this.name = name;
this.age = age;
}
public int id { get; set; }
public string name { get; set; }
public int age { get; set; }
public override string ToString()
{
return id + "：" + name + "：" + age;
}
public int CompareTo(Student other)
{
if (this.age > other.age)
{
return -1;
}
return 1;
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
List<Student> list = new List<Student>();
list.Add(new Student(1, "小明", 20));
list.Add(new Student(2, "小李", 21));
list.Add(new Student(3, "小赵", 22));
list.Sort();
foreach(Student stu in list)
{
Console.WriteLine(stu);
}
}
}
对于实例 1 中的操作也可以使用 IComparer 接口来实现，IComparer 接口中的方法如下表所示。
| 方法 | 作用 |
|---|
| Compare(T obj1,T obj2) | 比较两个对象值 |
在使用 IComparer 接口中的 Compare 方法时，需要单独定义一个类来实现该比较方法。
【实例 2】将实例 1 用 IComparer 接口实现。
class MyCompare : IComparer<Student>
{
public int Compare(Student x,Student y)
{
if (x.age > y.age)
{
return -1;
}
return 1;
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
List<Student> list = new List<Student>();
list.Add(new Student(1, "小明", 20));
list.Add(new Student(2, "小李", 21));
list.Add(new Student(3, "小赵", 22));
list.Sort(new MyCompare);
foreach(Student stu in list)
{
Console.WriteLine(stu);
}
}
}
从上面两个实例可以看出，不论使用 IComparer 接口还是 IComparable 接口都能自定义在集合中使用 Sort 方法时的排序。
提示：不仅在泛型集合中允许使用比较器，在非泛型集合中也允许使用比较器，并且可以使用非泛型接口的比较器。
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