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VB.NET泛型类型基本概念详解

VB.NET泛型类型的应用,可以使用一个或多个数据类型将它进行参数化。具体的操作方法将会在这篇文章中详细给出。

作者:佚名来源:wewill.cn|2010-01-20 18:22

VB.NET编程语言中的数据类型种类繁多,初学者要想全部掌握这些类型的应用是一个比较困难的步骤。今天我们先让大家了解一下VB.NET泛型类型这一高阶技术的应用,以便让大家对这一语言进行深入的解读。

“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。您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,您就可以使用螺丝刀执行完全相同的功能,即拧螺丝。

定义VB.NET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,您可能想创建并使用一个处理特定数据类型(如 String)的队列类。可以通过 System.Collections.Generic.Queue 声明一个如下例所示的类。

  1. Visual Basic  
  2. 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,不会有后期绑定或类型转换。这就节省了执行时间并减少了运行时错误。

有关使用VB.NET泛型类型的更多信息,请参见如何:使用泛型类。

泛型类的示例

下面的示例演示泛型类的主干定义。

  1. Visual Basic  
  2. Public Class classHolder(Of t)  
  3. Public Sub processNewItem(ByVal newItem As t)  
  4. Dim tempItem As t  
  5. ' Insert code that processes an item of data type t.  
  6. End Sub  
  7. End Class 

在上面的主干中,t 是一个类型参数,也即您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 t 提供不同的数据类型来声明不同版本的 classHolder。下面的示例演示两个此类声明。

  1. Visual Basic  
  2. Public integerClass As New classHolder(Of Integer)  
  3. 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参数。此类替换会传播到构造类中的代码内。下面的示例显示了 processNewItem 过程在 integerClass 中的形式。

  1. Visual Basic  
  2. Public Sub processNewItem(ByVal newItem As Integer)  
  3. Dim tempItem As Integer  
  4. ' Inserted code now processes an Integer item.  
  5. End Sub 

有关更完整的示例,请参见如何: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

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。请参见 Visual Basic 中的泛型过程。

VB.NET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,您必须编写代码以检查是否可接受某种输入数据类型。利用泛型类型,编译器可以在运行时之前捕获类型不匹配错误。

性能。泛型类型无需对数据进行装箱和取消装箱操作,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操作,以将它们转换为 Object,而且还要将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 的类型进行后期绑定,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。只需定义VB.NET泛型类型中的代码一次。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,代码中唯一的不同就是特定于该版本的数据类型。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。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) 可以在您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任何实现 IComparable 的数据类型。

约束

虽然VB.NET泛型类型定义中的代码应尽可能独立于类型,但您可能必须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。可通过向类型参数添加约束来强制实施此要求。

约束的示例

下面的示例演示带有约束(要求类型参数实现 IComparable)的类的主干定义。

  1. Visual Basic  
  2. Public Class itemManager(Of t As IComparable)  
  3. ' Insert code that defines class members.  
  4. End Class 

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

约束的类型

约束可以按任意组合指定下列要求:

类型参数必须实现一个或多个接口

类型参数至多只能是一个类的类型,或至多只能从一个类继承

对于通过类型参数创建对象的代码,类型参数必须公开一个可供其访问的无参数构造函数

类型参数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 ({ }) 中)。若要求可访问的构造函数,请在此列表中加入 New (Visual Basic) 关键字。若要求引用类型,请加入 Class (Visual Basic) 关键字;若要求值类型,请加入 Structure (Visual Basic) 关键字。

多个约束的示例

下面的示例演示带有类型参数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,类型参数必须实现 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。

  1. Visual Basic  
  2. Public Class thisClass(Of t As {IComparable, IDisposable, Class, New})  
  3. ' Insert code that defines class members.  
  4. End Class 

重要术语

VB.NET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。

类型参数。在泛型类型定义中,您在声明数据类型时为其提供的占位符。

类型变量。特定的数据类型,用于在您通过泛型类型声明构造类型时替换类型参数。

约束。有关类型参数的条件,限制了可以为类型参数提供的类型变量。约束可以要求类型参数必须实现特定的接口,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。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参数提供类型变量,从VB.NET泛型类型中声明的类、结构、接口、过程或委托。

【责任编辑:曹凯 TEL:(010)68476606】

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