9.3  泛型类的特性

在创建泛型类时，需要一些其他C#关键字。例如，不能把null赋予泛型类型。此时，可以使用default关键字。如果泛型类型不需要Object类的功能，但需要调用泛型类上的某些特定方法，就可以定义约束。

本节讨论如下主题：

默认值

约束

继承

静态成员

下面开始一个使用泛型文档管理器的示例。文档管理器用于从队列中读写文档。先创建一个新的控制台项目DocumentManager，添加类DocumentManager<T>。AddDocument()方法将一个文档添加到队列中。如果队列不为空，IsDocumentAvailable只读属性就返回true。

using System;

using System.Collections.Generic;

namespace Wrox.ProCSharp.Generics

{

public class DocumentManager<T>

{

private readonly Queue<T> documentQueue = new Queue<T>();

public void AddDocument(T doc)

{

lock (this)

{

documentQueue.Enqueue(doc);

}

}

public bool IsDocumentAvailable

{

get { return documentQueue.Count > 0; }

}

}

}

9.3.1  默认值

现在给DocumentManager<T>类添加一个GetDocument()方法。在这个方法中，给类型T指定null。但是，不能把null赋予泛型类型。原因是泛型类型也可以实例化为值类型，而null只能用于引用类型。为了解决这个问题，可以使用default关键字。通过default关键字，将null赋予引用类型，将0赋予值类型。

public T GetDocument()

{

T doc = default(T);

lock (this)

{

doc = documentQueue.Dequeue();

}

return doc;

}

注意：

default关键字根据上下文可以有多种含义。switch语句使用default定义默认情况。在泛型中，根据泛型类型是引用类型还是值类型，default关键字用于将泛型类型初始化为null或0。

9.3.2  约束

如果泛型类需要调用泛型类型上的方法，就必须添加约束。对于DocumentManager<T>，文档的标题应在DisplayAllDocuments()方法中显示。

Document类执行带有Title和Content属性的IDocument接口：

public interface IDocument

{

string Title { get; set; }

string Content { get; set; }

}

public class Document : IDocument

{

public Document()

{

}

public Document(string title, string content)

{

this.title = title;

this.content = content;

}

private string title;

public string Title

{

get { return title; }

set { title = value; }

}

private string content;

public string Content

{

get { return content; }

set { content = value; }

}

}

要使用DocumentManager<T>类显示文档，可以将类型T强制转换为IDocument接口，以显示标题：

public void DisplayAllDocuments()

{

foreach (T doc in documentQueue)

{

Console.WriteLine((IDocument)doc).Title);

}

}

问题是，如果类型T没有执行IDocument接口，这个类型转换就会生成一个运行异常。最好给DocumentManager<TDocument>类定义一个约束：TDocument类型必须执行IDocument接口。为了在泛型类型的名称中指定该要求，将T改为TDocument。where子句指定了执行IDocument接口的要求。

public class DocumentManager<TDocument>

where TDocument : IDocument

{

这样，就可以编写foreach语句，让类型T包含属性Title了。Visual Studio IntelliSense和编译器都会提供这个支持。

public void DisplayAllDocuments()

{

foreach (TDocument doc in documentQueue)

{

Console.WriteLine(doc.Title);

}

}

在Main()方法中，DocumentManager<T>类用Document类型实例化，而Document类型执行了需要的IDocument接口。接着添加和显示新文档，检索其中一个文档：

static void Main()

{

DocumentManager<Document> dm = new DocumentManager<Document>();

dm.AddDocument(new Document("Title A", "Sample A"));

dm.AddDocument(new Document("Title B", "Sample B"));

dm.DisplayAllDocuments();

if (dm.IsDocumentAvailable)

{

Document d = dm.GetDocument();

Console.WriteLine(d.Content);

}

}

DocumentManager现在可以处理任何执行了IDocument接口的类。

在示例应用程序中，介绍了接口约束。还有几种约束类型，如表9-1所示。

表  9-1

注意：

在CLR 2.0中，只能为默认构造函数定义约束，不能为其他构造函数定义约束。

使用泛型类型还可以合并多个约束。where T : IFoo，new()约束和MyClass<T>声明指定，类型T必须执行IFoo接口，且必须有一个默认构造函数。

public class MyClass<T>

where T : IFoo, new()

{

//...

提示：

在C# 2.0中，where子句的一个重要限制是，不能定义必须由泛型类型执行的运算符。运算符不能在接口中定义。在where子句中，只能定义基类、接口和默认构造函数。

9.3.3  继承

前面创建的LinkedList<T>类执行了IEnumerable<T>接口：

public class LinkedList<T> : IEnumerable<T>

{

//...

泛型类型可以执行泛型接口，也可以派生于一个类。泛型类可以派生于泛型基类：

public class Base<T>

{

}

public class Derived<T> : Base<T>

{

}

其要求是必须重复接口的泛型类型，或者必须指定基类的类型，如下所示：

public class Base<T>

{

}

public class Derived<T> : Base<string>

{

}

于是，派生类可以是泛型类或非泛型类。例如，可以定义一个抽象的泛型基类，它在派生类中用一个具体的类型实现。这允许对特定类型执行特殊的操作：

public abstract class Calc<T>

{

public abstract T Add(T x, T y);

public abstract T Sub(T x, T y);

}

public class SimpleCalc : Calc<int>

{

public override int Add(int x, int y)

{

return x + y;

}

public override int Sub(int x, int y)

{

return x - y;

}

}

9.3.4  静态成员

泛型类的静态成员需要特别关注。泛型类的静态成员只能在类的一个实例中共享。下面看一个例子。StaticDemo<T>类包含静态字段x：

public class StaticDemo<T>

{

public static int x;

}

由于对一个string类型和一个int类型使用了StaticDemo<T>类，所以存在两组静态字段：

StaticDemo<string>.x = 4;

StaticDemo<int>.x = 5;

Console.WriteLine(StaticDemo<string>.x); // writes 4