Omówienie typów ogólnych

  • Artykuł

Deweloperzy używają typów ogólnych przez cały czas na platformie .NET, niezależnie od tego, czy niejawnie, czy jawnie. Kiedy używasz linQ na platformie .NET, czy kiedykolwiek zauważysz, że pracujesz z IEnumerable<T>? A jeśli kiedykolwiek zobaczysz przykład online "ogólnego repozytorium" do rozmowy z bazami danych przy użyciu platformy Entity Framework, czy zobaczysz, że większość metod zwraca IQueryable<T>? Być może zastanawiałeś się, co T znajduje się w tych przykładach i dlaczego jest tam.

Po raz pierwszy wprowadzona w programie .NET Framework 2.0 typy ogólne są zasadniczo "szablonem kodu", który umożliwia deweloperom definiowanie bezpiecznych struktur danych bez zatwierdzania rzeczywistego typu danych. Na przykład to kolekcja ogólna, List<T> która może być zadeklarowana i używana z dowolnym typem, takim jak List<int>, List<string>lub List<Person>.

Aby zrozumieć, dlaczego typy ogólne są przydatne, przyjrzyjmy się konkretnej klasie przed dodaniem typów ogólnych i po dodaniu ich: ArrayList. W programie .NET Framework 1.0 ArrayList elementy były typu Object. Każdy element dodany do kolekcji został dyskretnie przekonwertowany na Objectelement . To samo miało miejsce podczas odczytywania elementów z listy. Ten proces jest znany jako boks i rozpakowywanie i ma wpływ na wydajność. Oprócz wydajności nie ma jednak możliwości określenia typu danych na liście w czasie kompilacji, co sprawia, że w przypadku niektórych kruchych kodu nie ma możliwości. Typy ogólne rozwiążą ten problem, definiując typ danych, które będzie zawierać każde wystąpienie listy. Na przykład można dodawać tylko liczby całkowite i List<int> dodawać tylko osoby do elementu List<Person>.

Typy ogólne są również dostępne w czasie wykonywania. Środowisko uruchomieniowe wie, jakiego typu struktury danych używasz, i może przechowywać je w pamięci wydajniej.

Poniższy przykład to mały program, który ilustruje wydajność znajomości typu struktury danych w czasie wykonywania:

  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();
      }
    }
  }

Ten program generuje dane wyjściowe podobne do następujących:

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

Pierwszą rzeczą, którą można zauważyć, jest to, że sortowanie listy ogólnej jest znacznie szybsze niż sortowanie listy nieogólne. Można również zauważyć, że typ listy ogólnej jest odrębny ([System.Int32]), podczas gdy typ listy nieogółowej jest uogólniony. Ponieważ środowisko uruchomieniowe wie, że ogólny List<int> jest typu Int32, może przechowywać elementy listy w podstawowej tablicy całkowitej w pamięci, podczas gdy niegeneryczny ArrayList musi rzutować każdy element listy na obiekt. Jak pokazano w tym przykładzie, dodatkowe rzuty zajmują trochę czasu i spowalniają sortowanie listy.

Dodatkową zaletą środowiska uruchomieniowego wiedząc o typie ogólnym jest lepsze środowisko debugowania. Podczas debugowania ogólnego w języku C#wiesz, jaki typ każdego elementu znajduje się w strukturze danych. Bez typów ogólnych nie byłoby pojęcia, jaki był typ każdego elementu.

Zobacz też