Visual Basic 中的泛型类型 (Visual Basic)

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05/10/2023

泛型类型 是可适应对多种数据类型执行相同功能的单个编程元素。定义泛型类或过程时，无需为可能需要对其执行该功能的每个数据类型定义单独版本。

就好比是带有可拆卸刀头的螺丝刀。你检查需要拧动的螺丝，然后选择适合该螺丝的刀头（一字、十字、星形）。将正确的刀头插入到螺丝刀柄上后，你就可以使用螺丝刀执行完全相同的功能，即拧螺丝。

Diagram of a screwdriver set with different heads.

定义泛型类型时，即使用一个或多个数据类型将其参数化。这样可允许使用代码定制数据类型以满足其要求。代码可以通过泛型元素声明若干个不同的编程元素，每个元素可使用一组不同的数据类型。但是，无论声明的元素使用哪些数据类型，它们均执行相同的逻辑。

例如，你可能想创建并使用一个处理特定数据类型（例如 String）的队列类。可以通过 System.Collections.Generic.Queue<T>声明这样的类，如下例所示。

Public stringQ As New System.Collections.Generic.Queue(Of String)

现在，可以使用 stringQ 来专门处理 String 值。由于 stringQ 专用于 String 而未针对 Object 值进行泛型化，因此，不会有晚期绑定或类型转换。从而节省了执行时间并减少了运行时错误。

有关使用泛型类型的更多信息，请参阅 How to: Use a Generic Class。

泛型类的示例。

下面的示例演示了泛型类的主干定义。

Public Class classHolder(Of t)
    Public Sub processNewItem(ByVal newItem As t)
        Dim tempItem As t
        ' Insert code that processes an item of data type t.
    End Sub
End Class

在上面的主干中， t 是一个 类型形参，即你在声明此类时提供的数据类型的占位符。在代码中的其他地方，可以通过为 classHolder 提供不同的数据类型来声明不同版本的 t 下面的示例演示了两个此类声明。

Public integerClass As New classHolder(Of Integer)
Friend stringClass As New classHolder(Of String)

上面的语句声明了 构造类，在这些类中，特定的类型替换了类型形参。此类替换会在构造类中的代码内进行传播。下面的示例显示了 processNewItem 过程在 integerClass中的外观。

Public Sub processNewItem(ByVal newItem As Integer)
    Dim tempItem As Integer
    ' Inserted code now processes an Integer item.
End Sub

有关更完整的示例，请参阅如何：定义可对不同数据类型提供相同功能的类。

合格的编程元素

你可以定义并使用泛型类、结构、接口、过程和委托。请注意，.NET Framework 定义了几个代表常用泛型元素的泛型类、结构和接口。 System.Collections.Generic 命名空间提供字典、列表、队列和堆栈。在定义自己的泛型元素之前，请查看 System.Collections.Generic中是否已提供了此元素。

过程不是类型，但可以定义并使用泛型过程。请参阅 Generic Procedures in Visual Basic。

泛型类型的优点

泛型类型用作声明几个不同编程元素的基础，而每个元素均处理特定的数据类型。泛型类型的替代项有：

对 Object 数据类型进行处理的单一类型。
一组 特定于类型 的类型版本，每个版本单独进行编码并处理一种特定的数据类型（如 String、 Integer）或用户定义的类型（如 customer）。

与上述替代项相比，泛型类型具有以下优点：

类型安全。 泛型类型强制实施编译时类型检查。而基于 Object 的类型可接受任何数据类型，因此，你必须编写代码以检查是否可接受某种输入数据类型。通过泛型类型，编译器可以在运行时之前捕获类型的不匹配。
性能。 泛型类型无需对数据进行装箱和 un装箱 操作，原因是每种泛型类型均专用于一种数据类型。而基于 Object 的操作必须将输入数据类型进行装箱，以将它们转换为 Object ，而且还将对预定输出的数据进行取消装箱操作。装箱和取消装箱操作会降低性能。

此外，还要对基于 Object 的类型进行晚期绑定，这意味着需要编写额外的代码才能在运行时访问它们的成员。这同样会降低性能。
代码合并。 只能对泛型类型中的代码定义一次。而一组特定于类型的类型版本必须在每个版本中复制相同的代码，唯一的不同就是该版本的特定数据类型。利用泛型类型，特定于类型的版本全都利用原始的泛型类型生成。
代码重用。 对于不依赖特定数据类型的泛型代码，可以利用不同的数据类型重用它。你可以经常重用此类代码（甚至利用最初未预料到的数据类型来重用它）。
IDE 支持。 在使用通过泛型类型声明的构造类型时，集成开发环境 (IDE) 可以在你开发代码时给予更多的支持。例如，IntelliSense 可以显示适用于构造函数或方法的某个参数的特定于类型的选项。
泛型算法。 独立于类型的抽象算法非常适用于泛型类型。例如，可以将使用 IComparable 接口对项进行排序的泛型过程用于可实现 IComparable的任何数据类型。

约束

虽然泛型类型定义中的代码应尽可能独立于类型，但你可能需要要求向泛型类型提供任何数据类型的某项功能。例如，如果出于排序或对照的目的而想比较两个项，则它们的数据类型必须实现 IComparable 接口。可通过向类型形参添加约束来强制实施此要求。

约束的示例

下面的示例演示了带有约束（要求类型实参实现 IComparable）的类的主干定义。

Public Class itemManager(Of t As IComparable)
    ' Insert code that defines class members.
End Class

如果后续代码尝试从提供未实现 itemManager 的类型的 IComparable中构造一个类，则编译器会提示错误。

约束的类型

约束可以按任意组合指定下列要求：

该类型实参必须实现一个或多个接口
类型实参至多只能是一个类的类型，或至多只能从一个类继承
对于通过类型实参创建对象的代码，类型实参必须公开一个可供其访问的无参数构造函数
类型实参必须是 引用类型或 值类型

如果需要强制实施多个要求，则可以使用以逗号分隔的 约束列表 （括在大括号 ({ }) 内）。若需要可访问的构造函数，请在列表中加入 New 运算符关键字。若需要引用类型，请加入 Class 关键字；若需要值类型，请加入 Structure 关键字。

有关约束的详细信息，请参阅 Type List。

多个约束的示例

下面的示例演示了带有类型形参约束列表的泛型类的主干定义。在创建此类的实例的代码中，类型实参必须实现 IComparable 和 IDisposable 接口，必须是引用类型，并且必须公开一个可访问的无参数构造函数。

Public Class thisClass(Of t As {IComparable, IDisposable, Class, New})
    ' Insert code that defines class members.
End Class

重要术语

泛型类型引入并使用了以下术语：

泛型类型。类、结构、接口、过程或委托的定义，在声明它们时要为它们提供至少一种数据类型。
类型形参。在泛型类型定义中，你在声明数据类型时为其提供的占位符。
类型实参。一种特定的数据类型，用于在你通过泛型类型声明构造类型时替换类型形参。
约束。关于类型形参的条件，用于限制可以为类型形参提供的类型实参。约束可以要求类型实参必须实现特定接口，必须是特定的类或继承自特定的类，必须具有可访问的无参数构造函数，或者必须是引用类型或值类型。你可以组合这些约束，但至多只能指定一个类。
构造类型。通过为泛型类型的类型形参提供类型实参，从泛型类型声明的类、结构、接口、过程或委托。

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