泛型类和方法

泛型向 .NET 引入了类型参数的概念。 泛型支持设计类和方法，你可在在代码中使用该类或方法时，再定义一个或多个类型参数的规范。 例如，通过使用泛型类型参数 T，可以编写其他客户端代码能够使用的单个类，而不会产生运行时转换或装箱操作的成本或风险，如下所示：

// Declare the generic class.
public class GenericList<T>
{
    public void Add(T item) { }
}

public class ExampleClass { }

class TestGenericList
{
    static void Main()
    {
        // Create a list of type int.
        GenericList<int> list1 = new();
        list1.Add(1);

        // Create a list of type string.
        GenericList<string> list2 = new();
        list2.Add("");

        // Create a list of type ExampleClass.
        GenericList<ExampleClass> list3 = new();
        list3.Add(new ExampleClass());
    }
}

泛型类和泛型方法兼具可重用性、类型安全性和效率，这是非泛型类和非泛型方法无法实现的。 在编译过程中将泛型类型参数替换为类型参数。 在前面的示例中，编译器会使用 int 替换 T。 泛型通常与集合以及作用于集合的方法一起使用。 System.Collections.Generic 命名空间包含几个基于泛型的集合类。 不建议使用非泛型集合（如 ArrayList），并且仅出于兼容性目的而维护非泛型集合。 有关详细信息，请参阅 .NET 中的泛型。

你也可创建自定义泛型类型和泛型方法，以提供自己的通用解决方案，设计类型安全的高效模式。 以下代码示例演示了出于演示目的的简单泛型链接列表类。 （大多数情况下，应使用 .NET 提供的 List<T> 类，而不是自行创建类。）在通常使用具体类型来指示列表中所存储项的类型的情况下，可使用类型参数 T：

• 在 AddHead 方法中作为方法参数的类型。
• 在 Node 嵌套类中作为 Data 属性的返回类型。
• 在嵌套类中作为私有成员 data 的类型。

T 可用于 Node 嵌套类。 如果使用具体类型实例化 GenericList<T>（例如，作为 GenericList<int>），则出现的所有 T 都将替换为 int。

// Type parameter T in angle brackets.
public class GenericList<T>
{
    // The nested class is also generic, and
    // holds a data item of type T.
    private class Node(T t)
    {
        // T as property type.
        public T Data { get; set; } = t;

        public Node? Next { get; set; }
    }

    // First item in the linked list
    private Node? head;

    // T as parameter type.
    public void AddHead(T t)
    {
        Node n = new(t);
        n.Next = head;
        head = n;
    }

    // T in method return type.
    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        Node? current = head;

        while (current is not null)
        {
            yield return current.Data;
            current = current.Next;
        }
    }
}

以下代码示例演示了客户端代码如何使用泛型 GenericList<T> 类来创建整数列表。 如果更改类型参数，以下代码将创建字符串列表或任何其他自定义类型：

// A generic list of int.
GenericList<int> list = new();

// Add ten int values.
for (int x = 0; x < 10; x++)
{
    list.AddHead(x);
}

// Write them to the console.
foreach (int i in list)
{
    Console.WriteLine(i);
}

Console.WriteLine("Done");

注意

泛型类型不限于类。 前面的示例使用了 class 类型，但你可以定义泛型 interface 和 struct 类型，包括 record 类型。

泛型概述

• 使用泛型类型可以最大限度地重用代码、保护类型安全性以及提高性能。
• 泛型最常见的用途是创建集合类。
• .NET 类库在 System.Collections.Generic 命名空间中包含几个新的泛型集合类。 应尽可能使用泛型集合来代替某些类，如 System.Collections 命名空间中的 ArrayList。
• 可以创建自己的泛型接口、泛型类、泛型方法、泛型事件和泛型委托。
• 可以对泛型类进行约束以访问特定数据类型的方法。
• 可以使用反射在运行时获取有关泛型数据类型中使用的类型的信息。

C# 语言规范

有关详细信息，请参阅 C# 语言规范。

请参阅

• .NET 中的泛型
• System.Collections.Generic