.NET中的泛型（Generics）详解：编写类型安全和可重用的代码

泛型通过类型参数化提升代码复用性与类型安全性，如List<T>、Dictionary<K,V>等；支持泛型方法与类定义，避免装箱拆箱并实现编译时检查；结合where约束可限定类型行为，协变（out）和逆变（in）增强接口灵活性，广泛应用于LINQ等场景。

.NET 中的泛型是一种强大的语言特性，它允许开发者编写可重用且类型安全的代码。通过使用泛型，你可以定义类、接口、方法和委托，而不必在定义时指定具体的数据类型。类型参数在实际使用时才被指定，从而避免了运行时类型转换和装箱拆箱操作，提升了性能并增强了代码的可维护性。

泛型的基本语法与使用

在 .NET 中，泛型通过尖括号 <T> 来声明类型参数。最常见的泛型类型包括 List<T>、Dictionary<K,V> 和 Queue<T> 等。

例如，定义一个泛型方法：

调用时可以显式或隐式指定类型：

也可以定义泛型类：

使用方式如下：

泛型约束提升代码可靠性

虽然泛型提供了灵活性，但在某些操作中需要对类型参数施加限制，比如要求类型实现某个接口或具有无参构造函数。这时可以使用泛型约束。

常见约束包括：

• where T : class —— 限制为引用类型
• where T : struct —— 限制为非空值类型
• where T : new() —— 要求有公共无参构造函数
• where T : IComparable —— 要求实现指定接口
• where T : U —— 指定类型参数必须继承自另一个类型参数

示例：要求类型能被实例化并实现比较接口

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协变与逆变增强接口灵活性

.NET 支持泛型接口中的协变（out）和逆变（in），用于实现更灵活的类型赋值。

协变允许将子类型集合视为父类型接口，适用于只输出数据的场景：

这之所以可行，是因为 IEnumerable<out T> 中的 out 表示 T 是协变的。

逆变则用于输入参数，如：

因为 Action<in T> 支持逆变，表示可以接受更宽泛的类型作为输入。

泛型在实际开发中的优势

使用泛型带来的好处不仅仅是类型安全，还包括：

• 避免装箱拆箱：值类型无需转换为 object，减少内存分配和性能损耗
• 提高代码复用性：一套逻辑可处理多种类型
• 编译时检查：错误在编码阶段即可发现，而非运行时报错
• 清晰的 API 设计：方法签名明确表达了支持的类型范围

比如，LINQ 的大多数操作都基于泛型，使得查询可以作用于任意对象集合，同时保持强类型体验。

基本上就这些。掌握泛型是写出高质量 .NET 代码的关键一步，理解其机制和应用场景能让程序更健壮、高效。

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