日常更新一些笔记
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# 泛型约束
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概念：
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泛型默认可以接收很多类型
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如果我们希望 `T` 只能是“某一类类型”，就要加==泛型约束==
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作用：
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1. 限制泛型参数的取值范围
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2. 让编译器提前检查类型是否符合要求
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3. 让我们可以安全地使用某些成员或写法
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4. 比如 `new T()`、调用接口方法、访问父类成员
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关键字：
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```csharp
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where
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```
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# 通常用法
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1. 限制泛型必须是引用类型或值类型
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2. 限制泛型必须继承某个类
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3. 限制泛型必须实现某个接口
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4. 限制泛型必须有无参构造函数
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5. 在工具类、工厂类、集合封装、通用算法中很常见
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简单理解：
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泛型像“留空的类型位置”
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约束就是给这个空位加规则
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不是任何类型都能随便传进来
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# 语法
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类上的泛型约束：
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```csharp
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class 类名<T> where T : 约束
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{
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}
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```
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方法上的泛型约束：
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```csharp
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void 方法名<T>() where T : 约束
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{
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}
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```
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多个泛型参数分别约束：
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```csharp
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class Test<T, K>
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where T : class
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where K : new()
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{
|
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}
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```
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多个约束组合写法：
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```csharp
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class Test<T> where T : 父类名, 接口名, new()
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{
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}
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```
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# 常见约束
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常见的基础约束有 6 种：
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| 约束写法 | 含义 |
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|---|---|
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| `where T : struct` | `T` 必须是值类型 |
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| `where T : class` | `T` 必须是引用类型 |
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| `where T : new()` | `T` 必须有公共无参构造函数 |
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| `where T : 类名` | `T` 必须是某个类或它的子类 |
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| `where T : 接口名` | `T` 必须实现某个接口 |
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| `where T : U` | `T` 必须是另一个泛型参数 `U` 或它的派生类型 |
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补充：
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现在 C# 里还会见到一些新约束，比如：
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`class?`、`notnull`、`unmanaged`、`default`
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入门和面试里最常见的，还是前面这 6 种
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# 1. struct 约束
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作用：
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要求泛型参数必须是==值类型==
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```csharp
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class Test<T> where T : struct
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{
|
||||
}
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```
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正确：
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```csharp
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||||
Test<int> t1 = new Test<int>();
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||||
Test<bool> t2 = new Test<bool>();
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```
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错误：
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```csharp
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// Test<string> t3 = new Test<string>();
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```
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说明：
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`int`、`float`、`bool`、`char`、结构体 都属于值类型
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# 2. class 约束
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作用：
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要求泛型参数必须是==引用类型==
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```csharp
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class Test<T> where T : class
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
```
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||||
正确：
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||||
```csharp
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||||
Test<string> t1 = new Test<string>();
|
||||
Test<object> t2 = new Test<object>();
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```
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||||
错误：
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```csharp
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||||
// Test<int> t3 = new Test<int>();
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```
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说明：
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类、数组、字符串、委托等通常都是引用类型
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# 3. new() 约束
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作用：
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要求泛型参数必须有==公共无参构造函数==
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```csharp
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class Factory<T> where T : new()
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||||
{
|
||||
public T Create()
|
||||
{
|
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return new T();
|
||||
}
|
||||
}
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```
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||||
案例：
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```csharp
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||||
class Player
|
||||
{
|
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public Player()
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
}
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||||
Factory<Player> factory = new Factory<Player>();
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Player p = factory.Create();
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```
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说明：
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如果不加 `where T : new()`，就不能直接写 `new T()`
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# 4. 父类约束
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作用：
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要求泛型参数必须是==某个类本身或它的子类==
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```csharp
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class Animal
|
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{
|
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public void Eat()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("吃东西");
|
||||
}
|
||||
}
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class Dog : Animal
|
||||
{
|
||||
}
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class Test<T> where T : Animal
|
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{
|
||||
public void DoSomething(T value)
|
||||
{
|
||||
value.Eat();
|
||||
}
|
||||
}
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```
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||||
使用：
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||||
```csharp
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||||
Test<Animal> t1 = new Test<Animal>();
|
||||
Test<Dog> t2 = new Test<Dog>();
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```
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说明：
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因为 `T` 一定是 `Animal` 或其子类
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所以可以直接把 `T` 当成 `Animal` 来用
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# 5. 接口约束
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作用：
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||||
要求泛型参数必须==实现某个接口==
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```csharp
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||||
interface IFly
|
||||
{
|
||||
void Fly();
|
||||
}
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||||
class Bird : IFly
|
||||
{
|
||||
public void Fly()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("飞行");
|
||||
}
|
||||
}
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||||
class Test<T> where T : IFly
|
||||
{
|
||||
public void StartFly(T value)
|
||||
{
|
||||
value.Fly();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
```
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||||
|
||||
使用：
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||||
```csharp
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||||
Test<Bird> t = new Test<Bird>();
|
||||
t.StartFly(new Bird());
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```
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||||
说明：
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因为约束保证了 `T` 一定有 `Fly()`
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所以在泛型里可以直接调用接口成员
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# 6. 泛型参数之间的约束
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作用：
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让一个泛型参数受另一个泛型参数限制
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```csharp
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class Test<T, K> where T : K
|
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{
|
||||
}
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```
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理解：
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`T : K` 表示 `T` 必须是 `K` 本身
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或者是 `K` 的派生类型、实现类型
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案例：
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```csharp
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class Animal
|
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{
|
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}
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class Dog : Animal
|
||||
{
|
||||
}
|
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|
||||
Test<Dog, Animal> t = new Test<Dog, Animal>();
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```
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# 组合约束
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泛型约束可以组合使用：
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```csharp
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class Test<T> where T : Animal, IFly, new()
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{
|
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public T CreateAndUse()
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{
|
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T value = new T();
|
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value.Eat();
|
||||
value.Fly();
|
||||
return value;
|
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}
|
||||
}
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```
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含义：
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1. `T` 必须继承 `Animal`
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2. `T` 必须实现 `IFly`
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3. `T` 必须有公共无参构造函数
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||||
# 基础案例
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```csharp
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using System;
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interface IRun
|
||||
{
|
||||
void Run();
|
||||
}
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||||
class Player : IRun
|
||||
{
|
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public Player()
|
||||
{
|
||||
}
|
||||
|
||||
public void Run()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("玩家正在移动");
|
||||
}
|
||||
}
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class Manager<T> where T : IRun, new()
|
||||
{
|
||||
public T Create()
|
||||
{
|
||||
return new T();
|
||||
}
|
||||
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||||
public void Start(T obj)
|
||||
{
|
||||
obj.Run();
|
||||
}
|
||||
}
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||||
Manager<Player> manager = new Manager<Player>();
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||||
Player player = manager.Create();
|
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manager.Start(player);
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```
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||||
输出：
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||||
```text
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||||
玩家正在移动
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```
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理解：
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因为 `T` 同时满足 `IRun` 和 `new()`
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所以既能 `new T()`，又能调用 `Run()`
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# 约束能解决什么问题
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没有约束时：
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```csharp
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||||
class Test<T>
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||||
{
|
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public void Show(T value)
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||||
{
|
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// 这里不能随便调用 value 的成员
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}
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||||
}
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```
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原因：
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编译器不知道 `T` 到底是什么类型
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加上约束后：
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```csharp
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interface IShow
|
||||
{
|
||||
void Show();
|
||||
}
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|
||||
class Test<T> where T : IShow
|
||||
{
|
||||
public void Print(T value)
|
||||
{
|
||||
value.Show();
|
||||
}
|
||||
}
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```
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||||
说明：
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约束的本质，就是告诉编译器：
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“这个泛型参数至少具备这些能力”
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# 注意
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1. 泛型约束使用关键字 `where`
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2. `new()` 约束表示必须有公共无参构造函数
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3. 想写 `new T()`，必须加 `where T : new()`
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4. 父类约束和接口约束可以让我们安全调用成员
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5. 一个泛型参数可以同时有多个约束
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6. 如果有 `new()`，通常要写在约束列表最后
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7. `struct` 和 `class` 一般不能同时使用
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8. 约束的作用是“限制类型 + 提供可用能力”
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# 易错点
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1. `new()` 不是“可以 new 一切”，而是“必须存在公共无参构造函数”
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2. 有参构造函数不算满足 `new()`
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3. `where T : 类名` 表示继承这个类，不是“名字像这个类”
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4. `where T : 接口名` 表示实现接口，不是普通包含同名方法
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5. 没有约束时，不能因为自己“知道”类型就直接调用成员
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错误示例：
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```csharp
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class Person
|
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{
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public Person(string name)
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{
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}
|
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}
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// Factory<Person> factory = new Factory<Person>();
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```
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原因：
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`Person` 没有公共无参构造函数
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所以不满足 `new()`
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# 一句话记忆
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==泛型约束就是给泛型参数加条件，让它只能使用满足要求的类型。==
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# 面试/复习时怎么说
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可以这样答：
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“泛型约束就是用 `where` 给泛型参数加限制。
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比如可以限制它必须是值类型、引用类型、某个父类、某个接口，或者必须有无参构造函数。
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这样做的好处是，编译器能提前帮我们检查类型，同时我们在泛型内部也能更安全地 `new T()` 或调用指定成员。”
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引用：
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1. Microsoft Learn: [Constraints on type parameters](https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/generics/constraints-on-type-parameters)
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2. Microsoft Learn: [where (generic type constraint)](https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/where-generic-type-constraint)
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#泛型约束
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#泛型
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#CSharp
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#进阶
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