标签:泛型
请大家思考一个问题:由你来实现一个最简单的冒泡排序算法,如果没有使用泛型的经验,可能会毫不犹豫的写出以下代码:
public class SortHelper { //参数为int数组的冒泡排序 public void BubbleSort(int[] array) { int length = array.Length; for (int i = 0; i <= length - 2; i++) { for (int j = length - 1; j >= 1; j--) { //对两个元素进行交换 if (array[j] < array[j - 1]) { int temp = array[j]; array[j] = array[j - 1]; array[j - 1] = temp; } } } } }现在通过对这个程序进行一个简单的测试:
static void Main(string[] args) { #region 没有泛型前的演示 SortHelper sorter = new SortHelper(); int[] arrayInt = { 8, 1, 4, 7, 3 }; //对int数组排序 sorter.BubbleSort(arrayInt); foreach (int i in arrayInt) { Console.Write("{0} ", i); } Console.ReadLine(); #endregion }我们发现它运行良好,欣喜的认为这便是最好的解决方案了。直到不久后,需要对一个byte类型的数组进行排序,而上面的排序算法只能接受一个int类型的数组。C#是一个强类型的语言,无法在一个接受int数组类型的地方传入一个byte数组。不过没关系,现在看来最快的解决方法是把代码复制一遍,然后将方法的签名改一下:
public class SortHelper { //参数为byte数组的冒泡排序 public void BubbleSort(byte[] array) { int length = array.Length; for (int i = 0; i <= length - 2; i++) { for (int j = length - 1; j >= 1; j--) { //对两个元素进行交换 if (array[j] < array[j - 1]) { byte temp = array[j]; array[j] = array[j - 1]; array[j - 1] = temp; } } } } }好了,再一次解决问题。可通过认证观察我们发现,这两个方法除了传入的参数类型不同外,方法的实现很相似,是可以进行进一步抽象的,于是我们思考,为什么在定义参数的时候不用一个占位符T代替呢?T是Type的缩写,可以代表任何类型,这样就可以屏蔽两个方法签名的差异:
public class SortHelper<T> { //参数为T的冒泡排序 public void BubbleSort(T[] array) { int length = array.Length; for (int i = 0; i <= length - 2; i++) { for (int j = length - 1; j >= 1; j--) { //对两个元素进行交换 if (array[j] < array[j - 1]) { T temp = array[j]; array[j] = array[j - 1]; array[j - 1] = temp; } } } }通过代码我们可以发现,使用泛型极大的减少了重复代码,使代码更加清爽。泛型类就类似于一个模板,可以再需要时为这个模板传入任何需要的类型。现在更专业些,为占位符T起一个正式的名称,在.Net中叫做“类型参数”。
实际上,如果运行上面的代码就会发现,它连编译都通不过去,为什么呢?考虑这样一个问题:假设我们自定义一个类型,名字叫做Book,它包含两个字段:一个是int类型的Price代表书的价格;一个是string类型的Title,代表书的标题:
public class Book { //价格字段 private int price; //标题字段 private string title; //构造函数 public Book() { } public Book(int price, string title) { this.price = price; this.title = title; } //价格属性 public int Price { get { return this.price; } } //标题属性 public string Titie { get { return this.title; } } }现在创建一个Book类型的数组,然后使用上面定义的泛型类对它进行排序,代码应该像下面这样:
Book[] bookArray = new Book[2]; Book book1 = new Book(30, "HTML5解析"); Book book2 = new Book(21, "JavaScript实战"); bookArray[0] = book1; bookArray[1] = book2; SortHelper<Book> sorterGeneric = new SortHelper<Book>(); sorterGeneric.BubbleSort(bookArray); foreach (Book b in bookArray) { Console.WriteLine("Price:{0}", b.Price); Console.WriteLine("Title:{0}", b.Titie); }这时问题来了,既然是排序,就免不了比较大小,那么现在请问:book1和book2谁比较大?张三可以说book1大,因为它的Price是30,;而李四可以说book2大,因为它的Title是“J”开头的,比book1的“H”靠后。说了半天,问题在于不确定按什么规则排序。
public interface IComparable { int CompareTo(object obj); }让Book类型实现这个接口:
public class Book : IComparable { //CODE:上面的实现略 public int CompareTo(object obj) { Book book2 = (Book)obj; return this.Price.CompareTo(book2.Price); } }既然我们现在已经让Book类实现了IComparable接口,那么泛型类应该可以工作了吧?不行的,还要记得,泛型类是一个模板类,它对在执行时传递的类型参数是一无所知的,也不会做任何的猜测,所以需要我们告诉泛型类SortHelper<T>,它所接受的T类型参数必须能够进行比较,也就是说必须实现IComparable接口,我们把对T进行约束这种行为称:泛型参数约束。
为了要求类型参数T必须实现IComparable接口,需要像下面这样重新定义:
public class SortHelper<T> where T : IComparable { //参数为T的冒泡排序 public void BubbleSort(T[] array) { int length = array.Length; for (int i = 0; i <= length - 2; i++) { for (int j = length - 1; j >= 1; j--) { //对两个元素进行交换 if (array[j].CompareTo(array[j - 1]) < 0) { T temp = array[j]; array[j] = array[j - 1]; array[j - 1] = temp; } } } } }上面的定义说明了类型参数T必须实现IComparable接口,否则将无法通过编译。因为现在T已经实现了IComparable接口,而数组array中的成员是T的实例,所以当在array[i]后面点击小数点“.”时,VS可以智能提醒出T是IComparable的成员,也就是CompareTo()方法。
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