向Visual Basic程序员介绍泛型

感受泛型

　　接下来你将看到，当你创建一个泛型集合的实例的时候，你需要提供一些信息以便集合类能够被强类型化。这样做有很多优点，包括在编译阶段更多的检查以确保创建更安全和更可靠的代码，更好的智能感知以及更好的性能。有必要提及.Net框架1.2中是在以前版本的基础上新增加泛型集合。.Net框架1.2不会强迫你使用泛型。

　　如果你想使用泛型类型，首先需要包含System.Collections.Generic这个命名空间。这允许访问带有泛型功能的Dictionary、List、Queue、SortedDictionary和Stack类。下面btnConsumeGenerics_Click事件中的代码提供了一个使用泛型字典的例子：

‘ Visual Basic .NET 8.0 代码 Private Sub btnConsumeGenerics_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles btnConsumeGenerics.Click Dim employees As New Dictionary(Of String, Employee) Dim emp As Employee emp = New Employee emp.SSN = "111-11-1111" emp.FirstName = "Scott" emp.LastName = "Swigart" emp.Salary = 50000 employees.Add(emp.SSN, emp) Dim emp2 As Employee emp2 = employees.Item("111-11-1111") Dim s As String 's = employees.Item("111-11-1111") ' This is now a syntax error employees.Item("111-11-1111").LastName = "SomeoneElse" End Sub

　深入查看这段代码，你会注意到一些泛型技术中相当有趣的东西。首先泛型的类型是用这样的方法具体化的：

Dim employees As New Dictionary(Of String, Employee)

　　这可以翻译成“创建一个Dictionary，它的关键字是String类型，值是Employee类型”。任何时候试图储存一个不是Employee类型的对象都将导致编译错误。有必要重申，如果使用了泛型，你再用错类型得到的将是编译错误而不是运行时错误。事实上下面这段代码除非被注释掉，否则不会通过编译，就如同编译器知道Dictionary是专用于储存Employee对象，而不是String：

's = employees.Item("111-11-1111") ' This is now a syntax error

　　更进一步，你现在能获得全面的能感知支持。如果你输入“employees.Item(“111-11-1111”).”，将自动弹出Employee类型的成员，这说明Visual Studio知道Dictionary现在是专门储存Employee类的集合。

　　正如你所见，泛型使用起来很简单。强类型化的代码可以避免运行时错误；智能感知会工作得更好。虽然使用泛型已经有非常充分的理由，不过使用泛型还有更多的优点：性能和代码重用。

将泛型技术引入.Net框架的一个主要原因是为了提高性能。比如集合类可以比以前工作得更快，因为编译器能够针对集合所储存的类型进行优化。下面的代码比较了数组、ArrayList以及泛型List的性能：

txtOutput.Text = "Performance" & vbCrLf Const iterations As Integer = 5000000 PerfTime.Start() Dim myArray(iterations) As Integer For i As Integer = 0 To iterations - 1 　 myArray(i) = i Next Dim elapsed As Integer = PerfTime.Stop txtOutput.Text &= "Array time: " & elapsed & vbCrLf myArray = Nothing GC.Collect() PerfTime.Start() Dim myArrayList As New ArrayList For i As Integer = 0 To iterations - 1 　myArrayList.Add(i) Next elapsed = PerfTime.Stop txtOutput.Text &= "ArrayList time: " & elapsed & vbCrLf myArrayList = Nothing GC.Collect() PerfTime.Start() Dim myList As New List(Of Integer) For i As Integer = 0 To iterations - 1 　 myList.Add(i) Next elapsed = PerfTime.Stop txtOutput.Text &= "List time: " & elapsed & vbCrLf myList = Nothing GC.Collect()

　　这段代码在固定长度的数组中储存了500万个数值，同时也在自动增长的ArrayList和泛型List中储存同样多的数值，性能数值看起来非常有趣：

Array 时间: 344

ArrayList时间: 4656

List时间: 797

　　有特定类型的定长数组有无与伦比的速度，而且不需要为改变大小付出代价。而集合类型的大小都是自动增长，如果有固定数组1/2的性能是相当不错的。接下来看看ArrayList，非常不幸，只有固定数据1/10的性能。问题出在ArrayList被设计成储存引用型变量，Integer是值类型，在储存到ArrayList以前要经过“装箱”操作，将Integer转为Object型。装箱的代价是非常昂贵的，所以当你储存值类型数据（如Integer、Date、Boolean以及你自己创建的Structure等）时，使用泛型将获得非常可观的性能提升。

　　更多关于“装箱”和“拆箱”操作的信息，请参见MSDN库中的“装箱转换”和“拆箱转换”

　　创建泛型类型和方法

　　并不是只能使用Visual Basic.Net提供的泛型类型，你可以创建你自己的泛型类型和方法。

　　泛型方法

　　当你想实现一些不与特定类型相关的一般算法时，你可能想创建泛型方法。举个例子，典型的冒泡排序需要遍历数组中的所有项目，两两比较，并交换需要排序的数值。

　　如果你已经确定只要进行整数的排序，你可以简单地编写一个只能用于Integer类型的Swap方法。但是如果你想能够排序任何类型，你就可以编写一个泛型Swap方法如下：

Private Sub Swap(Of ItemType)(ByRef v1 As ItemType, ByRef v2 As ItemType) Dim temp As ItemType temp = v1 v1 = v2 v2 = temp End Sub

　　注意“Of ItemType”，当Swap方法被调用时，除了必须提供所需的参数，还必须传入一个数据类型。这个数据类型会代替任何实例中的ItemType。下面的例子调用了Swap：

Swap(Of Integer)(v1, v2)

　　这条语句告诉Swap方法它将交换的是Integer类型。如果你回过头去看看Swap的代码，这条语句的意思就是让JIT将所有的ItemType换成Integer，这个Swap方法实际上已经被JIT重写成：

Private Sub Swap(ByRef v1 As Integer, ByRef v2 As Integer) 　Dim temp As Integer 　temp = v1 　v1 = v2 　v2 = temp End Sub

　　这是实际执行的代码，JIT生成一个专用于Integer类型的方法。如果你接下来想要排序字符串类型，你就可以用另一Swap的调用如下：

Swap(Of String)(v1, v2)

　　当方法执行的时候，JIT会生成另一个版本的Swap，这次是特定成String类型的：

Private Sub Swap(ByRef v1 As String, ByRef v2 As String) 　Dim temp As String 　temp = v1 　v1 = v2 　v2 = temp End Sub

　　下面是一个使用泛型Swap的冒泡排序的完整例子：

Private Sub btnSortIntegers_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles btnSortIntegers.Click Dim ints(9) As Integer Dim r As New Random For i As Integer = 0 To 9 　ints(i) = r.Next(1, 100) Next ' 冒泡排序 For j As Integer = 0 To 9 　For k As Integer = 9 To 1 Step -1 　　If ints(k) < ints(k - 1) Then 　　　Swap(Of Integer)(ints(k), ints(k - 1)) 　　End If 　Next Next txtOutput.Text = "Sort Integers" & vbCrLf For i As Integer = 0 To 9 　txtOutput.Text &= ints(i) & vbCrLf Next End Sub

　　泛型类型

　　最后一点，你能够创建完全泛型的类型，使用这种“Of ItemType”方法创建类的声明如下：

Public Class SomeClass(Of ItemType) 　Private internalVar as ItemType 　Public Function SomeMethod(ByVal value As ItemType) As ItemType 　End Function End Class

　　这段代码对类的作用与方法是相同的。JIT编译器会简单地将实例中的ItemType替换成实例化时特别指明的类型。

　　约束

　　泛型技术还支持一种叫做约束的特性。这项功能确保在指定类型的时候，传入的类型最起码要实现某些功能。比如你要实现一种排序算法，你需要确保传入的类型能够实现IComparible接口。你可以用约束来完成这个设想：

Public Class SomeClass(Of ItemType As IComparible) Public Function SomeMethod(ByVal value As ItemType) As ItemType End Function End Class

　　结论

　　泛型技术相对于以Object为基础的集合提供了很多好处，首先，泛型类是强类型的，这就确保所有的错误在编译时能够发现。强类型还可以让智能感知提供更多方便。泛型还能让你简化代码，让你的算法可以作用于多种类型。最后，泛型集合要比以Object为基础的集合快得多，特别是用于值类型时。

查看本文来源