C#的泛型约束(Generic Constraints)有哪些类型?

c#泛型约束主要有8种类型:1. where t : class引用类型约束),确保t为引用类型,适用于处理对象实例的场景;2. where t : Struct值类型约束),要求t为值类型,常用于高性能数值操作;3. where t : new()(无参构造函数约束),允许通过new t()创建实例,适用于工厂模式;4. where t : (基类约束),限定t必须继承自指定基类,支持多态调用;5. where t : 接口约束),要求t实现特定接口,适用于行为契约统一处理;6. where t : u(裸类型约束),表示t必须是u或其派生类型,用于泛型间类型关系控制;7. where t : notNULL(非空约束,c# 8.0+),确保t不可为空,提升代码可靠性;8. where t : unmanaged(非托管类型约束,c# 7.3+),限定t为非托管值类型,适用于低层高性能编程。这些约束共同提升了泛型代码的安全性与灵活性。

C#的泛型约束(Generic Constraints)有哪些类型?

C# 的泛型约束主要有几种类型,它们帮助我们限制泛型类型参数可以接受的数据类型。简单来说,就是告诉编译器,这个泛型参数 T,它必须满足什么条件,比如它得是个引用类型,或者它得实现某个接口,再或者它得有个无参构造函数等等。这让我们的泛型代码既灵活又安全。

解决方案

谈到C#的泛型约束,这玩意儿在写一些通用组件或者库的时候,简直是神器。它让你能写出高度复用但又不会“失控”的代码。我个人在处理一些数据结构或者服务层抽象时,没少和它们打交道。

1.

where T : class

(引用类型约束) 这个约束的意思是,你的泛型参数 T 必须是一个引用类型。比如类、接口、委托、数组,甚至

都是引用类型。用它的时候,你就能确保 T 不会是

int

这种值类型。

public class ReferenceTypeProcessor<T> where T : class {     public void Process(T item)     {         // 可以在这里安全地对item进行引用类型的操作,比如检查是否为null         if (item == null)         {             Console.WriteLine("Item is null.");         }         else         {             Console.WriteLine($"Processing a reference type: {item.GetType().Name}");         }     } }

我发现这个约束在写ORM或者序列化工具时特别有用,因为你通常只关心对象实例。

2.

where T : struct

(值类型约束)

class

相反,

struct

约束要求 T 必须是一个值类型。这意味着它不能是

null

,并且通常会进行值拷贝而不是引用传递

public class ValueTypeProcessor<T> where T : struct {     public void Process(T item)     {         // 值类型天然不为null,可以直接使用         Console.WriteLine($"Processing a value type: {item}");     } }

这个在处理数值计算或者需要避免分配的场景下挺方便的,比如一些高性能的集合操作。

3.

where T : new()

(无参数构造函数约束) 这个约束表示 T 必须有一个公共的无参数构造函数。这意味着你可以在泛型方法或类中通过

new T()

来创建 T 的实例。

public class Factory<T> where T : new() {     public T CreateInstance()     {         return new T(); // 只有加了 new() 约束才能这么做     } }

我在写一些对象池或者简单工厂模式的时候,这个约束简直是必备的。否则,你根本不知道能不能

new

出来。

4.

where T : <base class name>

(基类约束) 当你希望泛型参数 T 必须是某个特定基类(或其派生类)时,就用这个。这让你可以在泛型代码中访问基类的方法和属性。

public class Animal { public virtual void MakeSound() => Console.WriteLine("Generic animal sound."); } public class Dog : Animal { public override void MakeSound() => Console.WriteLine("Woof!"); }  public class AnimalProcessor<T> where T : Animal {     public void ProcessAnimal(T animal)     {         animal.MakeSound(); // 确保 T 有 MakeSound 方法     } }

这个约束在处理多态性的时候非常有用,比如我有一个处理不同类型动物的系统,但它们都继承自

Animal

5.

where T : <Interface name>

(接口约束) 和基类约束类似,但要求 T 必须实现一个或多个指定的接口。这让你能在泛型代码中调用接口定义的方法。

public interface ILoggable { void Log(); } public class MyData : ILoggable { public void Log() => Console.WriteLine("Logging MyData."); }  public class Logger<T> where T : ILoggable {     public void Logitem(T item)     {         item.Log(); // 确保 T 实现了 ILoggable 接口     } }

在设计插件系统或者需要特定行为契约的模块时,接口约束是我的首选。

6.

where T : U

(裸类型约束 / Naked Type Constraint) 这个有点意思,它要求一个泛型参数 T 必须是另一个泛型参数 U(或其派生类型)的类型。这在处理泛型参数之间的关系时非常强大。

public class Comparer<T, U> where T : U {     public bool IsCompatible(T itemT, U itemU)     {         // 如果 T 是 U 或 U 的派生类,这个逻辑才有意义         return itemT.Equals(itemU);     } }

说实话,这个约束我用的相对少一些,但偶尔在设计一些复杂的数据转换或类型匹配逻辑时,它能派上大用场。

7.

where T : notnull

(C# 8.0+ 非空约束) 这是C# 8.0引入的,当你开启可空引用类型 (Nullable Reference Types) 功能后,

notnull

约束就变得很有用了。它表示 T 既不能是可空值类型(如

int?

),也不能是可空引用类型(如

)。对于引用类型,它强制 T 必须是非空的。

#nullable enable // 开启可空引用类型 public class NonNullProcessor<T> where T : notnull {     public void Process(T item)     {         // 编译器知道 item 不会是 null         Console.WriteLine($"Processing non-null item: {item.ToString()}");     } }

这个约束在编写高可靠性的库时尤其重要,能有效减少

NullReferenceException

的风险。我个人认为这是C# 8.0一个非常棒的改进。

8.

where T : unmanaged

(C# 7.3+ 非托管类型约束) 这个约束要求 T 必须是一个非托管类型。非托管类型包括:

sbyte

,

byte

,

short

,

ushort

,

int

,

uint

,

long

, `ulong

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THE END
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