Información general de tipos genéricos

Los desarrolladores utilizan genéricos en todo momento en .NET, ya sea implícita o explícitamente. Al usar LINQ en .NET, ¿alguna vez observó que estaba trabajando con IEnumerable<T>? O, si alguna vez ha visto un ejemplo en línea de un "repositorio genérico" para comunicarse con bases de datos mediante Entity Framework, ha observado que la mayoría de los métodos devuelven IQueryable<T>? Probablemente se pregunte qué significa la T en estos ejemplos y por qué aparece.

Introducidos por primera vez en .NET Framework 2.0, los genéricos son esencialmente una "plantilla de código" que permite a los desarrolladores definir estructuras de datos con seguridad de tipos sin confirmar un tipo de datos real. Por ejemplo, List<T> es una colección genérica que se puede declarar y usar con cualquier tipo, como List<int>, List<string> o List<Person>.

Para entender por qué los genéricos son útiles, vamos a echar un vistazo a una clase específica antes y después de agregar genéricos: ArrayList. En .NET Framework 1.0, los elementos ArrayList eran de tipo Object. Cualquier elemento agregado a la colección se convertía desapercibidamente en un elemento Object. Lo mismo podría suceder al leer elementos de la lista. Este proceso se conoce como conversión boxing y unboxing, y afecta al rendimiento. Sin embargo, además del rendimiento, no hay ninguna manera de determinar el tipo de datos de la lista en tiempo de compilación, lo que hace que algunos códigos sean frágiles. Los genéricos solucionan este problema definiendo el tipo de datos que va a contener cada instancia de la lista. Por ejemplo, solo puede agregar enteros a List<int> y solo puede agregar personas a List<Person>.

Los genéricos también están disponibles en tiempo de ejecución. El tiempo de ejecución conoce qué tipo de estructura de datos está usando y puede almacenarla en memoria de forma más eficaz.

El ejemplo siguiente es un pequeño programa que muestra la eficacia que supone conocer el tipo de estructura de datos en tiempo de ejecución:

  using System;
  using System.Collections;
  using System.Collections.Generic;
  using System.Diagnostics;

  namespace GenericsExample {
    class Program {
      static void Main(string[] args) {
        //generic list
        List<int> ListGeneric = new List<int> { 5, 9, 1, 4 };
        //non-generic list
        ArrayList ListNonGeneric = new ArrayList { 5, 9, 1, 4 };
        // timer for generic list sort
        Stopwatch s = Stopwatch.StartNew();
        ListGeneric.Sort();
        s.Stop();
        Console.WriteLine($"Generic Sort: {ListGeneric}  \n Time taken: {s.Elapsed.TotalMilliseconds}ms");

        //timer for non-generic list sort
        Stopwatch s2 = Stopwatch.StartNew();
        ListNonGeneric.Sort();
        s2.Stop();
        Console.WriteLine($"Non-Generic Sort: {ListNonGeneric}  \n Time taken: {s2.Elapsed.TotalMilliseconds}ms");
        Console.ReadLine();
      }
    }
  }

Este programa genera un resultado similar al siguiente:

Generic Sort: System.Collections.Generic.List`1[System.Int32]
 Time taken: 0.0034ms
Non-Generic Sort: System.Collections.ArrayList
 Time taken: 0.2592ms

Lo primero que verá aquí es que la ordenación de la lista genérica es significativamente más rápida que la de la lista no genérica. También puede observar que el tipo de la lista genérica es distinto ([System.Int32]), mientras que el tipo de la lista no genérica es generalizado. Dado que el tiempo de ejecución sabe que el genérico List<int> es de tipo Int32, puede almacenar los elementos de la lista en una matriz de enteros subyacente en memoria, mientras el no genérico ArrayList tiene que convertir cada elemento de la lista en un objeto. Como se muestra en este ejemplo, las conversiones adicionales consumen tiempo y ralentizan la ordenación de la lista.

Otra ventaja adicional de que el tiempo de ejecución conozca el tipo de la clase genérica es una mejor experiencia de depuración. Cuando se depura un genérico en C#, sabe qué tipo de cada elemento se encuentra en la estructura de datos. Sin genéricos, no sabría qué tipo de cada elemento estaba presente.

Vea también

• Guía de programación de C#: genéricos