Microsoft PowerPoint pm--跟我一起学Visual Studio 2005(1)：C#语法篇(上)

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笛祜蒙
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1 Visual Studio 2005 系列课程跟我一起学 Visual Studio 2005 C# 语法篇 ( 上 ) 徐长龙 vsts_china@hotmail.com

2 本系列课程简介跟我一起学 Visual Studio 2005, 本系列课程的目标是让各位对 VS 2005 有一个全面的认识与了解, 从 VS 2005 的新功能的角度, 全面实例介绍 VS 2005 的各方面新特性暂定以下九个主题, 会根据大家的反馈不断进行调整 1. C# 语法篇 2. Win Form 编程篇 3. ASP.NET 2.0 篇 4. ADO.NET 2.0 篇 5. Crystal Report 篇 6. 智能设备编程篇 7. Office 编程篇 8. 部署篇 9. Team System 篇 ( 今天的课程 )

3 今天的重点 C# 泛型 (C# Generics)

4 前提熟悉 C# 1.1 熟悉 Visual Studio.net 开发工具 Level:200

5 C# 泛型 (C# Generics) 概述什么是泛型? 如何使用泛型? 泛型约束

6 C# 泛型概述先看一个通用的数据结构示例 : 结构类 : 实例 : public class Stack object[] m_items; public void Push(object item)... public object Pop()... Stack stack = new Stack(); stack.push(1); stack.push(2); int number = (int)stack.pop( int)stack.pop();

7 C# 泛型概述通用数据结构示例 public class Stack readonly int m_size; int m_stackpointer = 0; object[] m_items; public Stack():this(100) public Stack(int size) m_size = size; m_items = new object[m_size]; public void Push(object item) if(m_stackpointer >= m_size) throw new StackOverflowException(); m_items[m_stackpointer] ] = item; m_stackpointer++; public object Pop() m_stackpointer-- --; if(m_stackpointer >= 0) return m_items[m_stackpointer]; else m_stackpointer = 0; throw new InvalidOperationException( "Cannot pop an empty stack");

8 C# 泛型概述基于 object 解决方案存在的问题性能问题 : 值类型 Push 时要装箱处理,Pop 时要取消装箱处理, 造成更多的垃圾碎片, 增加垃圾收集的负担引用类型也有强制转换的开销类型安全问题 ( 更为严重 ) 编译时任务类型都可以转换成 object, 无法保证运行时的类型安全 Stack stack = new Stack(); stack.push("1"); string number = (string)stack.pop( string)stack.pop(); Stack stack = new Stack(); stack.push( test test ); //This compiles, but is not type safe, //and will throw an exception: int number = (int)stack.pop( int)stack.pop();

9 C# 泛型概述解决性能和类型安全的方法 : 编写特定类型的数据结构 public class IntStack int[] m_items; public void Push(int item)... public int Pop()... IntStack stack = new IntStack(); stack.push(1); int number = stack.pop(); public class StringStack string[] m_items; public void Push(string string item)... public string Pop()... StringStack stack = new StringStack(); stack.push("1"); string number = stack.pop();

10 C# 泛型概述同样严重的新的问题又产生了 : 影响工作效率代码冗余, 重用率不高一个数据结构变更, 要将所有类型的数据结构做相应的修改为了提供不可预知的数据类型的支持, 还是要提供 object 类型接口, 类型安全的问题又会出现

11 什么是泛型? 通过泛型可以定义类型安全类, 而不会损害类型安全性能或工作效率 public class Stack object[] m_items; public void Push(object item)... public object Pop()... public class Stack <T> T[] m_items; public void Push(T item)... public T Pop()...

什么是泛型? 可以使用任何类型来声明和实例化声明和实例化时都必须用一个特定的类型来代替一般类型 T public class Stack object[] m_items; public void Push(object item)... public object Pop()... Stack stack = new Stack(); stack.

12 什么是泛型? 可以使用任何类型来声明和实例化声明和实例化时都必须用一个特定的类型来代替一般类型 T public class Stack object[] m_items; public void Push(object item)... public object Pop()... Stack stack = new Stack(); stack.push(1); int number = (int) int)stack.pop(); public class Stack <T> T[] m_items; public void Push(T item)... public T Pop()... Stack<int int> stack = new Stack<int int>(); stack.push(1); stack.push(2); int number = stack.pop();

13 什么是泛型? 通用数据结构类采用泛型实现 public class Stack<T> readonly int m_size; int m_stackpointer = 0; T[] m_items; public Stack():this(100) public Stack(int size) m_size = size; m_items = new T[m_Size]; public void Push(T item) if(m_stackpointer >= m_size) throw new StackOverflowException(); m_items[m_stackpointer] ] = item; m_stackpointer++; public T Pop() m_stackpointer-- --; if(m_stackpointer >= 0) return m_items[m_stackpointer]; else m_stackpointer = 0; throw new InvalidOperationException( "Cannot pop an empty stack"); 编程模型的优点在于, 内部算法和数据操作保持不变, 而实际数据类型可以在使用时指定

14 泛型是如何实现的? 在.NET 2.0 中, 泛型在 IL( 中间语言 ) 和 CLR 本身中具有本机支持编译泛型类时, 就像编译其他类一样, 泛型仅保留一个占位符而用特定类型实例化泛型代码, 编译时会将泛型替换为实例化的特定类型

15 泛型是如何实现的? 泛型占位符特定类型 ( 整型 )

16 泛型的好处一次性地开发测试和部署代码, 通过任何类型 ( 包括将来的类型 ) 来重用它编译器支持和类型安全不会强行对值类型进行装箱和取消装箱, 或者对引用类型进行向下强制类型转换, 所以性能得到显著提高值类型, 性能通常会提高 200% 引用类型, 在访问该类型时, 可以预期性能最多提高 100%( 当然, 整个应用程序的性能可能会提高, 也可能不会提高 )

17 应用泛型因为 IL 和 CLR 为泛型提供本机支持, 所以大多数符合 CLR 的语言都可以利用一般类型 Dim stack As Stack(Of Integer) stack = new Stack(Of Integer) stack.push(3) Dim number As Integer number = stack.pop()

18 在结构中使用泛型轻量级的结构中使用泛型 public struct Point<T> public T X; public T Y; Point<int int> > point; point.x = 1; point.y = 2; Point<double double> > point; point.x = 1.2; point.y = 3.4;

19 Default 关键字假设您不希望在堆栈为空时引发异常, 而是希望返回堆栈中存储的类型的默认值值类型返回 0( 整型枚举和结构 ) 引用类型返回 null 如果是基于 object, 则可以简单的返回 null public T Pop() m_stackpointer-- --; if(m_stackpointer >= 0) return m_items[m_stackpointer]; else m_stackpointer = 0; throw new InvalidOperationException( "Cannot pop an empty stack"); public T Pop() m_stackpointer-- --; if(m_stackpointer >= 0) return m_items[m_stackpointer]; else m_stackpointer = 0; return default(t);

20 多个泛型单个类型可以定义多个泛型 class Node<K,T> public K Key; public T Item; public Node<K,T> NextNode; public Node() Key = default(k); Item = defualt(t); NextNode = null; public Node(K key,t item,node<k,t> nextnode) Key = key; Item = item; NextNode = nextnode; public class LinkedList<K,T> Node<K,T> m_head; public LinkedList() m_head = new Node<K,T> <K,T>(); public void AddHead(K key,t item) Node<K,T> newnode = new Node<K,T> (key,item,m_head.nextnode); m_head.nextnode = newnode;

21 多个泛型泛型占位符特定类型 ( 整形, 字符 )

22 泛型别名在文件头部使用 using 为特定类型取别名别名作用范围是整个文件 using List = LinkedList<int,string int,string>; class ListClient static void Main(string[] args) List list = new List(); list.addhead(123,"aaa");

23 泛型约束 - 概述为什么要泛型约束? 先看以下示例 : public class LinkedList<K,T> T Find(K key)... public T this[k key] getreturn Find(key); LinkedList<int,string int,string> > list = new LinkedList<int,string int,string>(); list.addhead(123,"aaa"); list.addhead(456,"bbb"); string item = list[456]; Debug.Assert(item == "BBB");

24 泛型约束 - 概述 Find 方法实现 T Find(K key) Node<K,T> current = m_head; while(current.nextnode!= null) if(current.key == key) //Will not compile break; else current = current.nextnode; return current.item; public interface IComparable int CompareTo(object obj); if(current.key.compareto(key) ) == 0) 因为编译器不知道 K ( 实例化时的实际类型 ) 是否支持 == 运算符例如, 默认情况下, 结构不提供这样的实现 if(((icomparable)(current.key)).compareto(key) ) == 0)

25 泛型约束 - 派生约束 Find 方法的解决方法泛型增加一个派生约束 (Derivation Constraints) public class LinkedList<K,T> where K : IComparable T Find(K key) Node<K,T> current = m_head; while(current.nextnode!= null) if(current.key.compareto(key) ) == 0) break; else current = current.nextnode; return current.item; //Rest of the implementation 1.Where 关键字 2.K:IComparable 表示 K 只接受实现 IComparable 接口的类型尽管如此, 还是无法避免传入值类型的 K 所带来的装箱问题 System.Collections.Generic 命名空间定义了泛型接口 IComparable<T>: public interface IComparable<T> int CompareTo(T other); bool Equals(T other);

26 泛型约束 - 派生约束在 C#2.0 中, 所有的派生约束必须放在类的实际派生列表之后, 如 : public class LinkedList<K,T> : IEnumerable<T> where K : IComparable<K>... 通常, 只须在需要的级别定义约束比如 : 在 Node 节点定义 IComparable<K> 约束是没有意义的如果一定要在 Node 上定义 IComparable<K> 约束, 则 LinkedList 上也要定义此约束 class Node<K,T> where K : IComparable<K>... public class LinkedList<KeyType,DataType KeyType,DataType> where KeyType : IComparable<KeyType KeyType> Node<KeyType,DataType KeyType,DataType> m_head;

27 泛型约束 - 派生约束一个泛型参数上约束多个接口 ( 彼此用逗号分隔 ) public class LinkedList<K,T> where K : IComparable<K>, <K>,IConvertible... 在一个约束中最多只能使用一个基类, 这是因为 C# 不支持实现的多重继承约束的基类不能是密封类或静态类, 并且由编译器实施这一限制不能将 System.Delegate 或 System.Array 约束为基类可以同时约束一个基类以及一个或多个接口, 但是该基类必须首先出现在派生约束列表中 public class LinkedList<K,T> where K : MyBaseClass, IComparable<K>...

28 泛型约束 - 派生约束 C# 允许您将另一个一般类型参数指定为约束 public class MyClass<T,U> where T : U... 定义自己的基类或接口进行泛型约束 public interface IMyInterface... public class MyClass<T> where T : IMyInterface... MyClass<IMyInterface IMyInterface> obj = new MyClass<IMyInterface IMyInterface>(); public class MyOtherClass... public class MyClass<T> where T : MyOtherClass... MyClass<MyOtherClass MyOtherClass> obj = new MyClass<MyOtherClass MyOtherClass>();

29 泛型约束 - 派生约束自定义的接口或基类必须与泛型参数具有一致的可见性正确的可见性 public class MyBaseClass internal class MySubClass<T> where T : MyBaseClass 颠倒的可见性 internal class MyBaseClass public class MySubClass<T> where T : MyBaseClass

30 泛型约束 - 构造函数约束假设您要在一般类的内部实例化一个新的一般对象问题在于,C# 编译器不知道客户端将使用的类型实参是否具有匹配的构造函数, 因而它将拒绝编译实例化行为了解决该问题,C# 允许约束一般类型参数, 以使其必须支持公共默认构造函数这是使用 new() 约束完成的 class Node<K,T> where T : new() public K Key; public T Item; public Node<K,T> NextNode; public Node() Key = default(k); Item = new T(); NextNode = null;

31 泛型约束 - 构造函数约束可以将构造函数约束与派生约束组合起来, 前提是构造函数约束出现在约束列表中的最后 public class LinkedList<K,T> where K : IComparable<K>, <K>,new()...

32 泛型约束 - 引用 / 值类型约束可以使用 struct 约束将一般类型参数约束为值类型 ( 例如,int bool 和 enum), 或任何自定义结构 public class MyClass<T> where T : struct... 同样, 可以使用 class 约束将一般类型参数约束为引用类型 ( 类 ) public class MyClass<T> where T : class...

33 泛型约束 - 引用 / 值类型约束不能将引用 / 值类型约束与基类约束一起使用, 因为基类约束涉及到类不能使用结构和默认构造函数约束, 因为默认构造函数约束也涉及到类虽然您可以使用类和默认构造函数约束, 但这样做没有任何价值可以将引用 / 值类型约束与接口约束组合起来, 前提是引用 / 值类型约束出现在约束列表的开头

34 代码演示 DEMO

35 小结概述什么是泛型? 如何使用泛型? 泛型约束派生约束构造函数约束引用 / 值类型约束

36 下次课程预览泛型和强制类型转换继承和泛型泛型方法泛型委托泛型和反射 Partial Edit&Continue (E&C)

37 获取更多 MSDN 资源 MSDN 中文网站 MSDN 中文网络广播 MSDN Flash /msdn.aspx MSDN 开发中心 rcenter/default.mspx

38 Question & Answer 如需提出问题, 请单击提问按钮并在随后显示的浮动面板中输入问题内容一旦完成问题输入后, 请单击提问按钮

OOP with Java 通知 Project 4: 4 月 18 日晚 9 点关于抄袭没有分数

OOP with Java Yuanbin Wu cs@ecnu OOP with Java 通知 Project 4: 4 月 18 日晚 9 点关于抄袭没有分数复习类的复用组合 (composition): has-a 关系 class MyType { public int i; public double d; public char c; public void set(double