泛型(Generic Type)是一個C#語言的功能,它可以讓你在定義Class、Method、Interface時先不用決定型別,到了要實體化的時候再決定其型別,這在集合的應用(System.Collections.Generic)上更為重要,因為集合通常只是容器而已,只需要訂定巡覽、新增、刪除元素...等的方法,而訂定這些方法並不需要知道元素的型別,管它是字串還是數字,跟容器本身的實作並沒有關係,因此集合用泛型實作是最佳的選擇,而LINQ就是一個集合的應用方法,當然就用到了大量的Generic Type。
為了說明泛型的好處,我們來講一間箱子工廠的故事吧。
有間箱子工廠平常都是生產正方形的箱子:
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
BoxFactory boxFactory = new BoxFactory();
boxFactory.Start();
}
}
class BoxFactory
{
public BoxFactory()
{
Console.WriteLine("這是一間箱子工廠");
}
class SquareBoxMaker
{
public SquareBoxMaker()
{
Console.WriteLine("正方形箱子製造機建置完成");
}
public SquareBox GetSquareBox()
{
Console.WriteLine("產生正方形箱子");
return new SquareBox();
}
}
public void Start()
{
Console.WriteLine("工廠開始運作");
SquareBoxMaker maker = new SquareBoxMaker();
maker.GetSquareBox();
}
}
運作的結果如下:
/*
* 這是一間箱子工廠
* 工廠開始運作
* 正方形箱子製造機建置完成
* 產生正方形箱子
*/
有一天工廠的老闆接到一個大客戶的訂單,興奮地跑到工廠跟廠長說了這個消息。
老闆: 廠長,我剛剛接到一個要生產大量三角形箱子的訂單啦~~。
廠長: 可是這個客戶它要的是三角形的箱子,工廠裡沒這樣的機器阿!!
老闆: 這是一個大客戶,沒關係,多買一台吧。
於是工廠裡就多了一台製造三角形箱子的機器:
class BoxFactory
{
public BoxFactory()
{
Console.WriteLine("這是一間箱子工廠");
}
class SquareBoxMaker
{
...
}
class TriangleBoxMaker
{
public TriangleBoxMaker()
{
Console.WriteLine("三角形箱子製造機建置完成");
}
public TriangleBox GetTriangleBox()
{
Console.WriteLine("產生三角形箱子");
return new TriangleBox();
}
}
public void Start()
{
Console.WriteLine("工廠開始運作");
SquareBoxMaker squareBoxMaker = new SquareBoxMaker();
TriangleBoxMaker triangleBoxMaker = new TriangleBoxMaker();
squareBoxMaker.GetSquareBox();
triangleBoxMaker.GetTriangleBox();
}
}
現在工廠運作是這樣的:
/*
* 這是一間箱子工廠
* 工廠開始運作
* 正方形箱子製造機建置完成
* 三角形箱子製造機建置完成
* 產生正方形箱子
* 產生三角形箱子
*/
過了一陣子,公司就接到了一個客戶要做圓形的箱子,不過這個客戶的訂單量很少,為了他買一台圓形箱子的製造機並不划算,可是老闆怎麼會錯過這個賺錢的機會呢。
於是老闆左思右想終於想到了一個方法: 那我們的工廠就生產個比較大的箱子,這個箱子可以放下各個不同形狀的箱子,這樣不管以後再來多少不一樣的需求我都可以賺錢了阿。
廠長聽了老闆的想法後立刻改造了工廠:
class BoxFactory
{
public BoxFactory()
{
Console.WriteLine("這是一間箱子工廠");
}
class ObjectBoxMaker
{
public ObjectBoxMaker()
{
Console.WriteLine("'大'箱子製造機建置完成");
}
public object GetBox(string shape)
{
Console.WriteLine("產生'大'箱子");
if (shape == "Triangle") return new TriangleBox();
if (shape == "Square") return new SquareBox();
return new CircleBox();
}
}
public void Start()
{
Console.WriteLine("工廠開始運作");
ObjectBoxMaker maker = new ObjectBoxMaker();
maker.GetBox("Square");
maker.GetBox("Triangle");
maker.GetBox("Circle");
}
}
現在工廠的運作狀況變這樣:
/*
* 這是一間箱子工廠
* 工廠開始運作
* '大'箱子製造機建置完成
* 產生'大'箱子
* 產生'大'箱子
* 產生'大'箱子
*/
又過了一陣子,公司開始接到客戶的抱怨電話: 那個'大'箱子雖然可以容納各種形狀的箱子,但是每次都要打開來確定它真正的形狀是什麼,效率差了一大截阿。
老闆這下子可真慌了手腳了,弄巧成拙,一時之間又想不出辦法,於是只能硬著頭皮去請救兵-泛型哥幫忙,泛型哥聽了老闆的說明以後不慌不忙地將工廠改造成這樣:
class SquareBox
{
public SquareBox()
{
Console.WriteLine("正方形箱子");
}
}
class TriangleBox
{
public TriangleBox()
{
Console.WriteLine("三角形箱子");
}
}
class CircleBox
{
public CircleBox()
{
Console.WriteLine("圓形箱子");
}
}
class BoxFactory
{
public BoxFactory()
{
Console.WriteLine("這是一間箱子工廠");
}
class GenericBoxMaker
{
public GenericBoxMaker()
{
Console.WriteLine("箱子製造機建置完成");
}
public object GetBox<T>() where T : new()
{
Console.WriteLine("產生合適的箱子");
return new T();
}
}
public void Start()
{
Console.WriteLine("工廠開始運作");
GenericBoxMaker maker = new GenericBoxMaker();
maker.GetBox<SquareBox>();
maker.GetBox<TriangleBox>();
maker.GetBox<CircleBox>();
}
}
現在工廠運作變成這樣:
/*
* 這是一間箱子工廠
* 工廠開始運作
* 箱子製造機建置完成
* 產生合適的箱子
* 正方形箱子
* 產生合適的箱子
* 三角形箱子
* 產生合適的箱子
* 圓形箱子
*/
泛型哥完美的解決了公司的危機,這個故事也告一個段落了。
接著我們來回顧一下這個故事:
Object
,使其變為弱型別
Object
在取值及附值時都需要花費轉換的時間
泛型可以用在很多地方,像是類別、介面、方法...等,規則大同小異,因為LINQ常用的是泛型方法,所以就方法的部分來做介紹:
public T Generic<T>(T b) where T : new()
{
return new T();
}
<>
括住待定義的型別參數T
開頭(Ex: TResult
)where
定義型別參數的條件,以此例來說,where T : new()
定義T
有建構子,如此一來我們才可以在new T()
,請參考Microsoft Docs-型別參數的條件約束
泛型非常好用,比起Object既是強型別又不用轉換,也比特定型別定義來的有彈性,可以大大減少程式碼的編寫量,又可以寫出可讀性更高的程式,好泛型,不用嗎?
請問一下
最一開始
箱子工廠
為了說明泛型的好處,我們來講一間箱子工廠的故事吧。
有間箱子工廠平常都是生產正方形的箱子:
public SquareBox GetSquareBox()
{
Console.WriteLine("產生正方形箱子");
return new SquareBox();
}
這個方法的回傳型態為 SquareBox
return new SquareBox();
這兩部分 是不是會報錯 沒有被定義
對的,第一段的程式碼只是節錄,請看GitHub 中完整的程式碼