CLR Via C# 3rd 阅读摘要 -- Chapter 12 - Generics

Generics in the Framework Class Library

1. System.Collections.Generic、System.Collections.ObjectModel、System.Collections.Concurrent；

2. System.Array提供了很多静态的泛型方法，比如：AsReadOnly，BinarySearch，ConvertAll，Exists，Find，FindAll，FindIndex，FindLast，FindLastIndex，ForEach，IndexOf，LastIndexOf，Resize，Sort，TrueForAll。

Wintellect's Power Collections Library

1. Generic Collection Classes from Wintellect's Power Collections Library：

BigList<T>：有序的，当元素超过100时很有效；

Bag<T>：无序的，散列的，可重复；

OrderedBag<T>：有序的，可重复；

Set<T>：无序的，不可重复；

OrderedSet<T>：有序的，不可重复；

Deque<T>：双向队列；

OrderedDictionary<TKey, TValue>：键有序，一个键一个值；

MultiDictionary<TKey, TValue>：键无序，一个键对个值，键可重复，

OrderedMultiDictionary<TKey, TValue> ：键有序，一个键多个值，键可重复。

Generics Infrastructure

1. 要支持泛型，.NET基础设施要做到 ：

创建新的IL指令；

修改现有的元数据表格式；

修改编程语言以支持新的语法；

修改编译器以生成相应的IL指令和元数据表；

修改JIT处理新的IL指令；

创建新的反射成员使得开发者可以查询泛型参数的类型和成员信息；

修改调试器以调试泛型代码；

修改IDE的IntelliSense支持显示泛型特性。

2. Open and Closed Types：

type objects：CLR创建的应用程序使用的每个类型的内部数据结构；

open type：一个有泛型类型参数的类型。CLR不允许构造任何open type的实例；

close type：所有的泛型参数都被实际类型传入替换。这时候CLR允许构造类型实例。

3. Generic Types and Inheritance，推荐：先定义一个普通的Node基类，然后定义一个泛型的TypedNode类（base Node）；

4. using DateTimeList = System.Collections.Generic.List<System.DateTime>优于定义一个类internal sealed class DateTimeList : List<DateTime>；

5. 泛型，CLR会针对每一个方法和类型的组合生成本地代码，这会引起代码爆炸，使应用程序的工作集臃肿，并因此影响性能；

6. 针对代码爆炸，CLR所做的优化：

如果一个方法使用一个实际的类型参数调用，之后总是以同样的类型参数调用，CLR针对这个方法/类型组合只编译一次代码；

CLR把所有的引用类型参数看成是同一个，所以这段代码就可以共享。注意值类型就不行了。

Generic Interfaces

1. 对值类型，泛型的接口可以避免装箱操作。

Generic Delegates

1. 委托实际就是一个类，实现类型安全的回调。包含四个方法：构造器，Invoke，BeginInvoke，EndInvoke；

2. 推荐使用泛型的Action和Func。

Delegate and Interface Contravariant and Covariant Generic Type Arguments

1. Invariant，Contravariant，Covariant：

Invariant：泛型类型参数不能被改变；

Contravariant（逆变）：泛型类型参数可以从一个类变成一个从它继承的子类（in）；

Covariant（协变）：泛型类型参数可以从一个类变成该类的父类（out）。

public delegate TResult Func<in T, out TResult>(T arg);

2. 使用带泛型参数并有返回值的委托时，推荐总是指定in或out以表明逆变或协变。

Generic Methods

1. 当你定义一个泛型类、结构、接口之后，这个类型中的任何方法都可以引用该类型的类型参数；

2. 泛型方法与类型推导，在进行类型推导时，C#使用变量的数据类型，而不是该变量所指对象的实际类型；

3. 编译器总是优先使用显示匹配。

Generics and Other Members

1. 在C#中，properties、indexers、operator methods、constructors、finalizers本身不能有类型参数。

Verifiability and Constraints

1. public static T Min<T>(T 01, T 02) where T : IComparable<T> { ... };

2. CLR不允许基于类型参数名称或约束的重载；

3. 当重载一个virtual的泛型方法时，重载的方法必须指定跟基类相同数量的类型参数，并且具有相同的约束；

4. 第一约束：

可以是一个没有密封的类的引用类型；

不能是这些特定类型：System.Object，System.Array，System.Delegate，System.MulticastDelegate，System.ValueType，System.Enum，System.Void；

两个特别的第一约束：class 和 struct；

编译器和CLR将System.Nullable<T>值类型作为一个特定类型，它不能满足struct的约束。 因为CLR想要禁止递归类型比如Nullable<Nullable<T>>。

5. 第二约束：where T : TBase；

6. 构造器约束：where T : new()；

7. 其他的可验证性的问题：

除非转换的类型跟约束中的类型相容，否则转换泛型变量到其他类型是非法的。但是可以先转换成Object或者使用as；

除非泛型类型约束成一个引用类型，否则设置泛型变量为null是非法的。但是可以用default(T)来设置默认值；

无论怎样，用==或者!=比较泛型变量和null都是非法的；

如果泛型类型参数不是约束成引用类型，比较两个相同类型的泛型变量也是非法的。主要是非原生值类型不知道怎么处理==操作符；

不能在泛型变量上使用运算符。

本章小结

本章讲了现代编程语言中的一个很重要的概念：泛型。泛型带来的好处：源代码保护；类型安全；更清爽的代码；更好的性能。解释了泛型（泛型类型，泛型接口，泛型委托，泛型方法）的实现机制和限制，然后介绍了如何对泛型类型进行验证和约束。