VB.NET泛型類型基本概念詳解
VB.NET編程語言中的數據類型種類繁多,初學者要想全部掌握這些類型的應用是一個比較困難的步驟。今天我們先讓大家了解一下VB.NET泛型類型這一高階技術的應用,以便讓大家對這一語言進行深入的解讀。#t#
“泛型類型”是可適應對多種數據類型執行相同功能的單個編程元素。定義泛型類或過程時,無需為可能需要對其執行該功能的每個數據類型定義單獨版本。
就好比是帶有可拆卸刀頭的螺絲刀。您檢查需要擰動的螺絲,然后選擇適合該螺絲的刀頭(一字、十字、星形)。將正確的刀頭插入到螺絲刀柄上后,您就可以使用螺絲刀執行完全相同的功能,即擰螺絲。
定義VB.NET泛型類型時,即使用一個或多個數據類型將其參數化。這樣可允許使用代碼定制數據類型以滿足其要求。代碼可以通過泛型元素聲明若干個不同的編程元素,每個元素可使用一組不同的數據類型。但是,無論聲明的元素使用哪些數據類型,它們均執行相同的邏輯。
例如,您可能想創建并使用一個處理特定數據類型(如 String)的隊列類。可以通過 System.Collections.Generic.Queue 聲明一個如下例所示的類。
- Visual Basic
- Public stringQ As New System.
Collections.Generic.Queue(Of String)
現在,可以使用 stringQ 來專門處理 String 值。由于 stringQ 專用于 String 而未針對 Object 值進行泛型化,因此,不會有后期綁定或類型轉換。這就節省了執行時間并減少了運行時錯誤。
有關使用VB.NET泛型類型的更多信息,請參見如何:使用泛型類。
泛型類的示例
下面的示例演示泛型類的主干定義。
- Visual Basic
- Public Class classHolder(Of t)
- Public Sub processNewItem(ByVal newItem As t)
- Dim tempItem As t
- ' Insert code that processes an item of data type t.
- End Sub
- End Class
在上面的主干中,t 是一個類型參數,也即您在聲明此類時提供的數據類型的占位符。在代碼中的其他地方,可以通過為 t 提供不同的數據類型來聲明不同版本的 classHolder。下面的示例演示兩個此類聲明。
- Visual Basic
- Public integerClass As New classHolder(Of Integer)
- Friend stringClass As New classHolder(Of String)
上面的語句聲明了構造類,在這些類中,特定的類型替換了類型參數。此類替換會傳播到構造類中的代碼內。下面的示例顯示了 processNewItem 過程在 integerClass 中的形式。
- Visual Basic
- Public Sub processNewItem(ByVal newItem As Integer)
- Dim tempItem As Integer
- ' Inserted code now processes an Integer item.
- End Sub
有關更完整的示例,請參見如何:定義可對不同數據類型提供相同功能的類。
合格的編程元素
可以定義并使用泛型類、結構、接口、過程和委托。請注意,.NET Framework 定義了幾個代表常用泛型元素的泛型類、結構和接口。System.Collections.Generic 命名空間提供字典、列表、隊列和堆棧。在定義自己的泛型元素之前,請查看 System.Collections.Generic 中是否已提供了此元素。
過程不是類型,但可以定義并使用泛型過程。請參見 Visual Basic 中的泛型過程。
VB.NET泛型類型的優點
泛型類型用作聲明幾個不同編程元素的基礎,而每個元素均處理特定的數據類型。泛型類型的替代項有:
對 Object 數據類型進行處理的單一類型。
一組特定于類型的類型版本,每個版本單獨進行編碼并處理一種特定的數據類型,如 String、Integer 或用戶定義的類型(如 customer)。
與上述替代項相比,泛型類型具有以下優點:
類型安全。泛型類型強制實施編譯時類型檢查。而基于 Object 的類型可接受任何數據類型,因此,您必須編寫代碼以檢查是否可接受某種輸入數據類型。利用泛型類型,編譯器可以在運行時之前捕獲類型不匹配錯誤。
性能。泛型類型無需對數據進行裝箱和取消裝箱操作,原因是每種泛型類型均專用于一種數據類型。而基于 Object 的操作必須將輸入數據類型進行裝箱操作,以將它們轉換為 Object,而且還要將預定輸出的數據進行取消裝箱操作。裝箱和取消裝箱操作會降低性能。
此外,還要對基于 Object 的類型進行后期綁定,這意味著需要編寫額外的代碼才能在運行時訪問它們的成員。這同樣會降低性能。
代碼合并。只需定義VB.NET泛型類型中的代碼一次。而一組特定于類型的類型版本必須在每個版本中復制相同的代碼,代碼中唯一的不同就是特定于該版本的數據類型。利用泛型類型,特定于類型的版本全都利用原始的泛型類型生成。
代碼重用。對于不依賴特定數據類型的泛型代碼,可以利用不同的數據類型重用它。可以經常重用此類代碼(甚至利用最初未預料到的數據類型來重用它)。
IDE 支持。在使用通過泛型類型聲明的構造類型時,集成開發環境 (IDE) 可以在您開發代碼時給予更多的支持。例如,IntelliSense™ 可以顯示適用于構造函數或方法的某個參數的特定于類型的選項。
泛型算法。獨立于類型的抽象算法非常適用于泛型類型。例如,可以將使用 IComparable 接口對項進行排序的泛型過程用于任何實現 IComparable 的數據類型。
約束
雖然VB.NET泛型類型定義中的代碼應盡可能獨立于類型,但您可能必須要求向泛型類型提供任何數據類型的某項功能。例如,如果出于排序或對照的目的而想比較兩個項,則它們的數據類型必須實現 IComparable 接口。可通過向類型參數添加約束來強制實施此要求。
約束的示例
下面的示例演示帶有約束(要求類型參數實現 IComparable)的類的主干定義。
- Visual Basic
- Public Class itemManager(Of t As IComparable)
- ' Insert code that defines class members.
- End Class
如果后續代碼嘗試從提供未實現 IComparable 的類型的 itemManager 中構造一個類,則編譯器會引發錯誤。
約束的類型
約束可以按任意組合指定下列要求:
類型參數必須實現一個或多個接口
類型參數至多只能是一個類的類型,或至多只能從一個類繼承
對于通過類型參數創建對象的代碼,類型參數必須公開一個可供其訪問的無參數構造函數
類型參數必須是引用類型或值類型
如果需要強制實施多個要求,則可以使用以逗號分隔的約束列表(括在大括號 ({ }) 中)。若要求可訪問的構造函數,請在此列表中加入 New (Visual Basic) 關鍵字。若要求引用類型,請加入 Class (Visual Basic) 關鍵字;若要求值類型,請加入 Structure (Visual Basic) 關鍵字。
多個約束的示例
下面的示例演示帶有類型參數約束列表的泛型類的主干定義。在創建此類的實例的代碼中,類型參數必須實現 IComparable 和 IDisposable 接口,必須是引用類型,并且必須公開一個可訪問的無參數構造函數。
- Visual Basic
- Public Class thisClass(Of t As {IComparable, IDisposable, Class, New})
- ' Insert code that defines class members.
- End Class
重要術語
VB.NET泛型類型引入并使用了以下術語:
泛型類型。類、結構、接口、過程或委托的定義,在聲明它們時要為它們提供至少一種數據類型。
類型參數。在泛型類型定義中,您在聲明數據類型時為其提供的占位符。
類型變量。特定的數據類型,用于在您通過泛型類型聲明構造類型時替換類型參數。
約束。有關類型參數的條件,限制了可以為類型參數提供的類型變量。約束可以要求類型參數必須實現特定的接口,必須是特定的類或繼承自特定的類,必須具有可訪問的無參數構造函數,或者必須是引用類型或值類型。可以組合這些約束,但至多只能指定一個類。
構造類型。通過為泛型類型的類型參數提供類型變量,從VB.NET泛型類型中聲明的類、結構、接口、過程或委托。