泛型是C#編程中的一個強大工具，它允許程式設計師編寫靈活的程式碼，這些程式碼可以與多種數據型別一起工作，而無需為每種型別都重寫程式碼。然而，在某些情況下，我們可能希望對泛型型別參數施加一些約束，以確保它們滿足特定的條件或具有特定的功能。這就是泛型約束的用武之地。
泛型約束的簡介
泛型約束允許我們指定泛型型別參數必須滿足的條件。這些約束可以是基礎類別、介面、建構函式簽名或值型別/參照型別的指定。透過使用約束，我們可以增加程式碼的型別安全性，並確保泛型程式碼的正確性和可靠性。
泛型約束的型別
C# 支持以下幾種泛型約束：
基礎類別約束 (
where T : Base class)：指定型別參數必須是指定基礎類別的子類別。介面約束 (
where T : IInterface)：指定型別參數必須實作指定的介面。建構函式約束 (
where T : new())：指定型別參數必須有一個無參數的公共建構函式。值型別/參照型別約束 (
where T : struct或where T : class)：指定型別參數必須是值型別或參照型別。組合約束 ：可以將上述約束組合使用，例如
where T : class, IInterface, new()。
範例程式碼
下面是一個使用泛型約束的範例，其中定義了一個泛型類
MyGeneric class<T>
，該類對型別參數
T
施加了多種約束：
using System;
// 定義一個介面
publicinterfaceIPrintable
{
voidPrint();
}
// 定義一個基礎類別
public classBase class
{
publicvirtualvoidBaseMethod()
{
Console.WriteLine("Base class.BaseMethod called.");
}
}
// 泛型類，對T施加約束
public classMyGeneric class<T> whereT : Base class, IPrintable, new()
{
private T item;
publicMyGeneric class(T item)
{
this.item = item;
}
publicvoidPrintItemAndCallBaseMethod()
{
item.Print(); // 使用IPrintable介面的Print方法
item.BaseMethod(); // 呼叫Base class的BaseMethod方法
}
public T CreateNewItem()
{
returnnew T(); // 使用無參數的建構函式建立T的新例項
}
}
// 定義一個衍生自Base class並實作IPrintable介面的類
public classDerived class : Base class, IPrintable
{
publicoverridevoidBaseMethod()
{
Console.WriteLine("Derived class.BaseMethod called.");
}
publicvoidPrint()
{
Console.WriteLine("Derived class.Print called.");
}
}
classProgram
{
staticvoidMain()
{
Derived class derived = new Derived class();
MyGeneric class<Derived class> myGenericObject = new MyGeneric class<Derived class>(derived);
myGenericObject.PrintItemAndCallBaseMethod(); // 輸出Derived class的Print方法和BaseMethod方法
Derived class newItem = myGenericObject.CreateNewItem(); // 建立Derived class的新例項
newItem.Print(); // 輸出新建立的Derived class例項的Print方法
}
}
在這個例子中，
MyGeneric class<T>
對其型別參數
T
施加了三個約束：它必須是
Base class
的子類別、必須實作
IPrintable
介面，並且必須有一個無參數的建構函式。
Derived class
滿足了所有這些約束，因此它可以作為
MyGeneric class<T>
的型別參數。在
Main
方法中，我們建立了
MyGeneric class<Derived class>
的例項，並呼叫了其方法，展示了泛型約束如何確保型別安全和程式碼的正確執行。
結論
泛型約束是C#泛型編程中的一個強大特性，它允許開發者編寫更加靈活且型別安全的程式碼。透過施加適當的約束，我們可以確保泛型型別參數滿足特定的條件，從而提高程式碼的健壯性和可讀性。在實際開發中，合理利用泛型約束可以大大簡化程式碼庫，並減少重復的程式碼實作。
