泛型，类型参数，泛型约束介绍

泛型

泛型可用于推迟数据类型的确定，这项工作在正常的定义过程中往往需要立即进行。比如，在定义类时，你需要指定字段的数据类型，方法形参的数据类型等。

类型参数

泛型使用类型参数来代替本应被确定的数据类型，虽然也被称为参数，但类型参数的作用类似于占位符。在对使用了泛型的目标进行实例化或调用时，需要给出类型参数，比如 C# 中常见的泛型类List<T>，将其类型参数T替换为某种具体的数据类型后，实例化才能进行。

// 类型参数 T 被指定为 string
List<string> nicknames = new();

泛型方法

如果你希望定义一个泛型方法，那么该方法需要拥有自己的类型参数，他不能与类或接口的类型参数相同，如果类或接口也运用了泛型的话。

// 类 Box，表示存储内容的箱子
class Box
{
	// 字段 items，一个简单的数组
	object[] items;


	// 构造器，可以初始化 items
	public Box(params object[] i)
	{
		items = i ?? Array.Empty<object>();
	}


	// 泛型方法 GetFirst，获取数组中第一个类型为 T 的元素
	public T? GetFirst<T>()
	{
		// 如果元素的类型与 T 一致，则返回
		foreach (object item in items)
			if (item.GetType() == typeof(T))
				return (T)item;


		return default;
	}
}

// 创建 Box 的实例 box
Box box = new("第一个字符串", 123, "第二个字符串", 234, 0.123f, 0.234f);
// 获取 box 中的第一个字符串
Console.WriteLine(box.GetFirst<string>());
// 获取 box 中的第一个整数
Console.WriteLine(box.GetFirst<int>());
// 获取 box 中的第一个浮点数
Console.WriteLine(box.GetFirst<float>());

第一个字符串
123
0.123

泛型约束

泛型约束主要用于限制泛型的使用，比如，限制类型参数可以指定的数据类型。对类型参数加以约束是理所当然的，因为他给予了开发人员很大的选择范围，没人愿意类型参数被指定为一种无法被处理的数据类型。

public T? GetFirst<T>() where T : class
{
	// …
}

泛型的处理

对于接下来讲述的内容，我们作出如下假设，语言包含泛型类List<T>，以及引用类型object，值类型int，float。

在代码编译期间，泛型可能会以异构或同构的方式被处理，这取决于具体的语言编译器。

异构会为不同的类型参数构建不同的代码，如果你使用了List<int>和List<float>，那么编译器需要为他们产生两个不同的类，以将类型参数T分别替换为int和float。

同构会将泛型的类型参数转换为最宽泛的数据类型，比如，无论你书写List<int>还是List<float>，编译器都会将类型参数T替换为object，因此，相对于异构，同构产生的类只有一个而不是多个。在这种情况下，编译器可能还需要调整某些代码，以完成额外的类型转换，毕竟，在开发人员书写的代码中，List<int>或List<float>可以直接关联int或float类型的值，这些值的类型与编译时出现的object类型存在转换的必要。

源码

generics.cs·codebeatme/programming·GitHub