java泛型:向Visual Basic程序员介绍泛型

　　本文用通俗用语和大量例子向Visual Basic员介绍了下版Visual Basic.Net中将要增加新功能——泛型此文章可以帮助广大VB用户了解泛型以便将来将泛型应用到自己应用中

　　应用:泛型

　　此应用展示了在Visual Basic.Net 中新增加泛型功能

　　新概念

　　在开始实现泛型以前有必要花点时间分析下为什么要在Visual Basic.Net中增加这功能泛型技术源于需要用种般思路方法处理对象各种可能类型而不需要关心他们具体类型比如在Visual Basic 6.0中你能够用个Collection类储存任何类型对象

　　Visual Basic 6.0 集合

　　Visual Basic 6.0 确实允许你将任何东西储存在个Collection中但是Collection类有几个限制我们用个例子来介绍说明如何将这个Employee类储存在集合中:

　　‘ Visual Basic 6.0 代码:类模块Employee
Public SSN As String
Public FirstName As String
Public LastName As String
Public Salary As Currency

　　将这个类储在集合中思路方法显得非常直接

　　‘ Visual Basic 6.0 代码
Dim employees As New Collection
Dim emp As Employee
Set emp = New Employee
emp.SSN = "111-11-1111"
emp.FirstName = "Scott"
emp.LastName = "Swigart"
emp.Salary = 50000
employees.Add emp, emp.SSN

　　这段代码首先创建了个Collection例子employees接着Employee类创建了个例子并设置了些数据最后Employee对象被添加到Collection指定emp.SSN属性作为关键字下面代码展示了如何从Collection取出这个Employee对象例子:

　　‘ Visual Basic 6.0 代码
Dim emp2 As Employee
Set emp2 = employees("111-11-1111")

　　现在我们起来研究下Visual Basic 6.0这种集合有什么限制首先你初衷是让employees这个集合只储存Employee类型对象但是没有任何机制可以防止将个别类型对象放入这个employees集合也没有任何东西可以告诉你从这个集合中取出数据是什么类型下面代码照样可以正确编译:

　　Dim s As String
s = employees("111-11-1111")

　　虽然开发者可以很明确地知道这不能正确工作但没有办法让编译器发现这个问题这样会发生个运行时集合使用同样限制了智能感知技术发挥看看下面这段代码:

　　employees("111-11-1111").LastName = "SomeoneElse"

　　这介绍说明你能直接编辑集合中项目但是IDE智能感知不能帮助你选择LastName属性再次重申以前Visual Basic 中集合可以存放任何东西

　　使用集合两个最大限制是性能和灵活性方面损失集合虽然容易使用但作为个动态使用时性能非常差集合设计使它更像是个字典所以当你需要数据结构类似堆栈或队列时它也不是个很好选择

　　框架中集合

　　.Net框架1.0/1.1通过增加集合种类解决了部分问题新引入.Collections命名空间以后你就可以创建更多类型集合比如表、位、哈希表、队列、排序表和堆栈下表列出了这些类型使用方法:

集合名称 用途
ArrayList 表能够创建动态增大
BitArray 位是经过优化专用于储存布尔值(真/假)
HashTable 哈希表和Visual Basic 6.0中Collection类非常相似它允许你通过关键字找得到对应值不过关键字和值 还是任意类型
SortedList 排序表和哈希表非常类似唯区别是它关键字总是排序这意味着当你用For …Each语法遍历整个集合时得到项目总是经过排序
Queue 队列是种能让被储存对象先进先出集合
Stack 堆栈是种能让被储存对象后进先出集合

　　.Net 框架1.0/1.1已经解决了Visual Basic 6.0中集合在灵活性方面限制但是这些集合仍然是弱类型因此你还是可以将任何东西存放到个ArrayList中虽然在个指定应用中只有储存唯类型才有意义

　　你真正想要是指定每个关键字必须都是String而且每个值都是Employee类型在.Net框架1.0和1.1种你只有创建自己类当然这种思路方法有些繁琐如果使用新.Net框架1.2这个问题可以用很少代码来解决思路方法就是使用泛型

　　深入代码

　　泛型能够提供严格类型检查更好智能感知功能和更好性能就如上节中介绍样换句话说他们超越了以前所有集合类所能提供优点

　　感受泛型

　　接下来你将看到当你创建个泛型集合例子时候你需要提供些信息以便集合类能够被强类型化这样做有很多优点包括在编译阶段更多检查以确保创建更安全和更可靠代码更好智能感知以及更好性能有必要提及.Net框架1.2中是在以前版本基础上新增加泛型集合.Net框架1.2不会强迫你使用泛型

　　如果你想使用泛型类型首先需要包含.Collections.Generic这个命名空间这允许访问带有泛型功能Dictionary、List、Queue、SortedDictionary和Stack类下面btnConsumeGenerics_Click事件中代码提供了个使用泛型字典例子:

　　‘ Visual Basic .NET 8.0 代码
Private Sub btnConsumeGenerics_Click(ByVal sender As .Object, ByVal e As .EventArgs) Handles btnConsumeGenerics.Click
Dim employees As New Dictionary(Of String, Employee)
Dim emp As Employee
emp = New Employee
emp.SSN = "111-11-1111"
emp.FirstName = "Scott"
emp.LastName = "Swigart"
emp.Salary = 50000
employees.Add(emp.SSN, emp)
Dim emp2 As Employee
emp2 = employees.Item("111-11-1111")
Dim s As String
's = employees.Item("111-11-1111") ' This is now a syntax error
employees.Item("111-11-1111").LastName = "SomeoneElse"
End Sub

　　深入查看这段代码你会注意到些泛型技术中相当有趣东西首先泛型类型是用这样思路方法具体化:

　　Dim employees As New Dictionary(Of String, Employee)

　　这可以翻译成“创建个Dictionary它关键字是String类型值是Employee类型”任何时候试图储存个不是Employee类型对象都将导致编译有必要重申如果使用了泛型你再用错类型得到将是编译而不是运行时事实上下面这段代码除非被注释掉否则不会通过编译就如同编译器知道Dictionary是专用于储存Employee对象而不是String:

　　's = employees.Item("111-11-1111") ' This is now a syntax error

　　更进步你现在能获得全面能感知支持如果你输入“employees.Item(“111-11-1111”).”将自动弹出Employee类型成员这介绍说明Visual Studio知道Dictionary现在是专门储存Employee类集合

　　正如你所见泛型使用起来很简单强类型化代码可以避免运行时；智能感知会工作得更好虽然使用泛型已经有非常充分理由不过使用泛型还有更多优点:性能和代码重用

　　将泛型技术引入.Net框架个主要原因是为了提高性能比如集合类可以比以前工作得更快编译器能够针对集合所储存类型进行优化下面代码比较了、ArrayList以及泛型List性能:

　　txtOutput.Text = "Performance" & vbCrLf
Const iterations As Integer = 5000000
PerfTime.Start
Dim myArray(iterations) As Integer
For i As Integer = 0 To iterations - 1
　 myArray(i) = i
Next
Dim elapsed As Integer = PerfTime.Stop
txtOutput.Text &= "Array time: " & elapsed & vbCrLf
myArray = Nothing
GC.Collect
PerfTime.Start
Dim myArrayList As New ArrayList
For i As Integer = 0 To iterations - 1
　myArrayList.Add(i)
Next
elapsed = PerfTime.Stop
txtOutput.Text &= "ArrayList time: " & elapsed & vbCrLf
myArrayList = Nothing
GC.Collect
PerfTime.Start
Dim myList As New List(Of Integer)
For i As Integer = 0 To iterations - 1
　 myList.Add(i)
Next
elapsed = PerfTime.Stop
txtOutput.Text &= "List time: " & elapsed & vbCrLf
myList = Nothing
GC.Collect

　　这段代码在固定长度中储存了500万个数值同时也在自动增长ArrayList和泛型List中储存同样多数值性能数值看起来非常有趣:

　　Array 时间: 344

　　ArrayList时间: 4656

　　List时间: 797

　　有特定类型定长有无和伦比速度而且不需要为改变大小付出代价而集合类型大小都是自动增长如果有固定1/2性能是相当不错接下来看看ArrayList非常不幸只有固定数据1/10性能问题出在ArrayList被设计成储存引用型变量Integer是值类型在储存到ArrayList以前要经过“装箱”操作将Integer转为Object型装箱代价是非常昂贵所以当你储存值类型数据(如Integer、Date、Boolean以及你自己创建Structure等)时使用泛型将获得非常可观性能提升

　　更多有关“装箱”和“拆箱”操作信息请参见MSDN库中“装箱转换”和“拆箱转换”

　　创建泛型类型和思路方法

　　并不是只能使用Visual Basic.Net提供泛型类型你可以创建你自己泛型类型和思路方法

　　泛型思路方法

　　当你想实现些不和特定类型相关般算法时你可能想创建泛型思路方法举个例子典型冒泡排序需要遍历中所有项目两两比较并交换需要排序数值

　　如果你已经确定只要进行整数排序你可以简单地编写个只能用于Integer类型Swap思路方法但是如果你想能够排序任何类型你就可以编写个泛型Swap思路方法如下:

　　Private Sub Swap(Of ItemType)(ByRef v1 As ItemType, ByRef v2 As ItemType)
Dim temp As ItemType
temp = v1
v1 = v2
v2 = temp
End Sub

　　注意“Of ItemType”当Swap思路方法被时除了必须提供所需参数还必须传入个数据类型这个数据类型会代替任何例子中ItemType下面例子了Swap:

　　Swap(Of Integer)(v1, v2)

　　这条语句告诉Swap思路方法它将交换是Integer类型如果你回过头去看看Swap代码这条语句意思就是让JIT将所有ItemType换成Integer这个Swap思路方法实际上已经被JIT重写成:

　　Private Sub Swap(ByRef v1 As Integer, ByRef v2 As Integer)
　Dim temp As Integer
　temp = v1
　v1 = v2
　v2 = temp
End Sub

　　这是实际执行代码JIT生成个专用于Integer类型思路方法如果你接下来想要排序串类型你就可以用另Swap如下:

　　Swap(Of String)(v1, v2)

　　当思路方法执行时候JIT会生成另个版本Swap这次是特定成String类型:

　　Private Sub Swap(ByRef v1 As String, ByRef v2 As String)
　Dim temp As String
　temp = v1
　v1 = v2
　v2 = temp
End Sub

　　下面是个使用泛型Swap冒泡排序完整例子:

　　Private Sub btnSortIntegers_Click(ByVal sender As .Object, ByVal e As .EventArgs) Handles btnSortIntegers.Click
Dim s(9) As Integer
Dim r As New Random
For i As Integer = 0 To 9
　s(i) = r.Next(1, 100)
Next
' 冒泡排序
For j As Integer = 0 To 9
　For k As Integer = 9 To 1 Step -1
　　If s(k) < s(k - 1) Then
　　　Swap(Of Integer)(s(k), s(k - 1))
　　End If
　Next
Next
txtOutput.Text = "Sort Integers" & vbCrLf
For i As Integer = 0 To 9
　txtOutput.Text &= s(i) & vbCrLf
Next
End Sub

　　泛型类型

　　最后点你能够创建完全泛型类型使用这种“Of ItemType”思路方法创建类声明如下:

　　Public Class SomeClass(Of ItemType)
　Private ernalVar as ItemType
　Public Function SomeMethod(ByVal value As ItemType) As ItemType
　End Function
End Class

　　这段代码对类作用和思路方法是相同JIT编译器会简单地将例子中ItemType替换成例子化时特别指明类型

　　约束

　　泛型技术还支持种叫做约束特性这项功能确保在指定类型时候传入类型最起码要实现某些功能比如你要实现种排序算法你需要确保传入类型能够实现IComparible接口你可以用约束来完成这个设想:

　　Public Class SomeClass(Of ItemType As IComparible)
Public Function SomeMethod(ByVal value As ItemType) As ItemType
End Function
End Class

　　结论

　　泛型技术相对于以Object为基础集合提供了很多好处首先泛型类是强类型这就确保所有在编译时能够发现强类型还可以让智能感知提供更多方便泛型还能让你简化代码让你算法可以作用于多种类型最后泛型集合要比以Object为基础集合快得多特别是用于值类型时

延伸阅读

• 2011-7-31-- java泛型,C#中的List<string>泛型类示例
• 2009-1-9-- 讲解C#泛型秘诀(1)
• 2010-11-24-- 泛型类型,LINQ 和泛型类型
• 2009-1-9-- java泛型:C#泛型秘诀(5.3)
• 2009-1-9-- java泛型:C#泛型秘诀(5.1)
• 2009-1-9-- java泛型:C#泛型秘诀(5.2)
• 2009-1-9-- java泛型:C#泛型秘诀(3)
• 2010-11-24-- 集合和泛型,表达式树和泛型委托
• 2009-1-9-- 泛型排序:构建可反转排序的泛型字典类(2)--排序方向
• 2009-1-9-- java泛型:C#泛型秘诀(6)