C#2.0 Specification(泛型一)

由于这一章非常长可能需要分几篇：）

20．泛型

20.1泛型类声明

泛型类声明是一个需要提供类型参数以形成实际类型的类的声明。



类声明可以有选择地定义类型参数。

class-declaration: （类声明）
attributesopt class-modifiersopt class identifieropt type-parameter-listopt class –baseopt type-parameter-constraints-clauseopt class-body;opt (特性可选 类修饰符可选 类标识符可选 类型参数列表可选 基类可选 类型参数约束语句可选 类体; 可选 )
除非提供了类型参数列表，类声明可以不提供类型参数化约束语句。

提供了类型参数列表的类声明是一个泛型类声明。此外，任何嵌入到泛型类声明或泛型结构声明中的类，自身是一个泛型类声明，因为必须提供包含类型的类型参数以创建构造类型（constructed type）；

泛型类通过使用构造类型而被引用（§20.5）。给定泛型类声明

class List{}
这是构造类型的一些例子，List，List和List>。构造类型可以使用一个或多个参数，例如List被称为开放构造类型（open constructed type）。不使用类型参数的构造类型，例如List被称为封闭构造类型（closed constructed type）。

泛型类型不可以被“重载”；也就是说，和普通类型一样在一个作用域内，泛型类型必须被唯一地命名。


class C{}
class C{}//错误，C定义了两次
class C{}//错误，C定义了两次
然而在非限定类型名字查找（§20.9.3）中使用的类型查找规则和成员访问(§20.9.4），确实考虑到了类型参数的个数。

20.1.1类型参数

类型参数可以在一个类声明上提供。每个类型参数是一个简单的标识符，它指示了用来创建一个构造类型的类型参数的占位符。类型参数是在后面将要被提供的类型的形式占位符。相反，类型参数§20.5.1）只是在构造类型被引用时，实际类型的一个替代。

type-parameter-list：（类型参数列表：）
（<类型参数>）
type-parameters：（类型参数：）
type-parameter（类型参数）
type-parameters type-parameter（类型参数，类型参数）
type-parameter：（类型参数：）
attributesopt identifier（特性可选 标识符）

在类声明中的每个类型参数在类的声明空间（§3.3）定义了一个名字。由此，它不能和另一个类型参数或在类中声明的成员有同样的名字。类型参数不能和类型自身有同样的名字。

在一个类中的类型参数的作用域（§3.7），包括基类 、 类型参数约束语句和类体。不像类的成员，它没有扩展到派生类。在其作用域之内，类型参数可以被用作一个类型。

type（类型）：

value-type（值类型）
reference-type（引用类型）
type-parameter（类型参数）
由于类型参数可以被许多不同的实际类型实参所实例化，类型参数与其他类型相比将略微有一些不同的操作和限制。包括如下内容。

类型参数不能用于直接声明一个基类型或者接口 
对于在类型参数上的成员查找规则，如果约束存在，则依赖于应用到该类型参数的约束。更详细地说明参看§20.7.4。



类型参数可行的转换依赖于应用到该类型参数上的约束（如果有的话）。详细地说明参看§20.7.4。 
字面null不能被转换到由类型参数所给定的类型，除非类型参数是由一个类约束（§20.7.4）所约束。然而可以使用一个默认值表达式（§20.8.1）代替。此外，由一个类型参数给定的类型的值可以使用“==”和“!=”（§20.8.4）与null进行比较。 
如果类型参数通过一个构造函数约束（constructor-constraint）（§20.7）而约束，new表达式只能用过一个类型参数而被使用。 
类型参数不能用于特性内的任何地方。 
类型参数不能用于成员访问，或者表示一个静态成员或者嵌套类型的类型名字（§20.9.1、§20.9.4）。 
在不安全代码中，类型参数不能被用作托管类型（§18.2）。

作为一种类型，类型参数纯粹只是一个编译时构件。在运行时，每个类型参数被绑定到运行时类型，它是通过泛型类型声明所提供的类型实参所指定的。为此，在运行时，使用类型参数声明的变量类型是一个封闭类型（closed type）（§20.5.2）。所有语句和表达式在运行时执行所使用的类型参数，都是由那个参数作为类型实参而提供的实际类型。

20.1.2实例类型

每个类声明都有与之关联的构造类型，即实例类型(instance type)。对于一个泛型类声明，实例类型通过创建一个来自于类型声明的构造类型（§20.4）而形成，它使用对应于类型参数的每一个类型实参。由于实例化类型使用类型参数，在类型参数作用域内（类声明之内），它是唯一有效的。实例类型在类声明中是this的类型。对于非泛型类，实例类型只是一个声明类型。下面展示了几个声明类，以及它们的实例类型。

class A<T> //实例类型：A<T>
{
class B{} //实例类型：A<T>.B
class C<U>{} //实例类型：A<T>.C<U>
}
class D{} //实例类型：D

20.1.3基类规范

在类声明中指定的基类可以是一个构造类型（§20.5）。一个基类其自身不能是一个类型参数，但在其作用域内可以包含类型参数。


class Extend: V{}//错误，类型参数被用作基类
泛型类声明不能使用System.Attribute作为直接或间接基类。

在一个类声明中指定的基接口可以是构造接口类型（§20.5）。基接口自身不能是类型参数，但在其作用域内可以包含类型参数，下面的代码演示了如何实现和扩展构造类型。

class C<U,V>{}
Interface I1<V>{}
class D:C<string , int>,I1<string>{}
class E<T>:C<int,T> ,I1<T>{}

泛型类型声明的基接口必须满足§20.3.1中所描述的唯一性规则。

从基类或接口重写或实现方法的类的方法，必须提供特定类型的合适方法。下面的代码演示了方法如何被重写和实现。这将会在§20.1.10中进一步解释。

class C<U,V>
{
public virtual void M1(U x , List<V> y){…}
}
interface I1<V>
{
V M2(V x);
}
class D:C<string , int>,I1<string>
{
public override void M1(string x , List<int> y){…}
public string M2(string x){…}
}

20.1.4泛型类的成员

泛型类的所有成员都可以直接地或者作为构造类型的一部分，从任何封闭类（enclosing class）中使用类型参数。当特定的封闭构造类型在运行时被使用时，类型参数的每次使用都由构造类型所提供的实际类型实参所代替。例如

class C<V>
{ 
public V f1; 
public C<V> f2=null;
public C(V x){
this.f1 = x;
this.f2 = this;
}
}
class Application
{
static void Main(){
C<int> x1= new C<int >(1);
Console.WriteLine(x1.f1); //打印1
C<double> x2 = new C<double>(3.1415);
Console.WriteLine(x2.f1); //打印 3.1415
}
}

在实例函数成员之内，this的类型就是声明的实例类型（§20.1.2）。

除了使用类型参数作为类型和成员，在泛型类声明中也遵循和非泛型类成员相同的规则。适用于特定种类成员的附加规则将在后面几节进行讨论。

20.1.5泛型类中的静态字段

在一个泛型类声明中的静态变量，在相同封闭构造类型（§20.5.2）所有实例中被共享，但在不同封闭构造类型的实例中[1]，是不被共享的。这些规则不管静态变量的类型包含那种类型参数都适用。

例如

class C<V>
{
static int count = 0;
public C()
{
count++;
}
public static int Count{
get{return count;}
}
}
class Application
{
static void Main()
{
C<int> x1 = new C<int>();
Console.WriteLine(C<int>.Count);//打印 1
C<double> x2 = new C<double>();
Console.WriteLine(C<int>.Count);//打印 1
C<int> x3 = new C<int>();
Console.WriteLine(C<int>.Count);//打印 2
}
}

[1] 这是很容易理解的，因为在运行时，不同的封闭构造类型，是属于不同的类型，比如List 和List 这二者的实例是不能共享静态变量的。

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