前面的內(nèi)容告訴了大家如何使實(shí)現(xiàn)一個(gè)泛型類型（結(jié)構(gòu)和類）。今天我們來(lái)介紹一下泛型參數(shù)繼承的機(jī)制。

Part 1 創(chuàng)建一個(gè)泛型接口

先來(lái)簡(jiǎn)單的。我們來(lái)創(chuàng)建一個(gè)泛型接口類型。泛型接口類型就是一個(gè)接口類型帶有泛型參數(shù)?？紤]一種情況。假設(shè)我想要提取一種集合類型，暫定名稱叫 ICollection<T>。這個(gè) T 表示這個(gè)集合類型存儲(chǔ)的每一個(gè)元素的類型，比如數(shù)組 T[]、列表 List<T> 的這個(gè) T。這個(gè)接口專門提取出一個(gè)集合應(yīng)該有的一些成員，以便我在以后使用的時(shí)候，要想實(shí)現(xiàn)一個(gè)集合，直接實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口，通過(guò) IDE 提供的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)接口成員的功能就可以完美產(chǎn)生一系列的成員，就不必自己手寫的時(shí)候忘記東西。那么這個(gè)接口大概長(zhǎng)這樣：

是的。和類型的聲明方式完全一樣，接口也不例外：接口如果想要帶有泛型參數(shù)，在聲明的時(shí)候直接按照 <T> 的形式放在后面即可。然后我們就可以在里面追加一系列的成員用來(lái)表示一個(gè)集合應(yīng)該有的東西。一般正常思路下，它得是可 foreach 迭代的、可以使用索引器的、可以增刪查成員的。其中可迭代的對(duì)象我們要求它實(shí)現(xiàn) GetEnumerator 方法即可，而索引器，我們直接給出 get 方法即可，set 方法有些時(shí)候集合也不一定非得去實(shí)現(xiàn)，所以不用給出；增刪查就不多說(shuō)了。來(lái)看下寫法：

大概這樣就可以了。注意我們這里用到了兩個(gè)新的數(shù)據(jù)類型：IEnumerable<T> 和 Predicate<T> 類型。我們簡(jiǎn)單給大家說(shuō)一下這兩個(gè)類型是什么。

1-1 IEnumerable<T> 和 IEnumerator<T> 接口

IEnumerable<T> 接口是 IEnumerable 接口的泛型版本。換句話說(shuō)，原本的 IEnumerable 接口也帶有 GetEnumerable 方法，但由于非泛型，因此返回值是 object 類型來(lái)兼容所有數(shù)據(jù)的；現(xiàn)在我們有了 IEnumerable<T> 后，返回值類型就可以從 IEnumerator 改成 IEnumerator<T> 了。但是，它們都是包含完全一致的方法名：GetEnumerator。

IEnumerable<T> 的實(shí)現(xiàn)是這樣的：

原本的 IEnumerator 接口我們說(shuō)過(guò)了，它是用來(lái)啟動(dòng)迭代 foreach 循環(huán)的迭代器對(duì)象。它等價(jià)于這樣：

而現(xiàn)在我們有了泛型版本，因此這段代碼就相當(dāng)于改成了這樣：

這樣的話，在一定程度上避免了裝箱。而早期執(zhí)行語(yǔ)句下，代碼是這樣寫的：

現(xiàn)在有了泛型，我們就可以把代碼替換成這樣了：

所以，總的來(lái)說(shuō)，這個(gè)接口的意義在于泛型化接口，以盡可能避免裝箱。

接著注意一下實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。由于 IEnumerable<T> 是繼承接口 IEnumerable 非泛型的接口類型。那么你在實(shí)現(xiàn)了 IEnumerable<T> 接口的時(shí)候，按照接口的繼承機(jī)制，你也必須同時(shí)也實(shí)現(xiàn) IEnumerable 接口的成員。

問(wèn)題是，這兩個(gè)接口都只有一個(gè)成員，而且它僅包含這一個(gè)成員，而且好巧不巧，它們都是叫 GetEnumerator，只有返回值不同。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，在聲明 IEnumerable<T> 接口的時(shí)候，它里面帶的泛型版本的 GetEnumerator 方法的開(kāi)頭帶有一個(gè)修飾符 new 就是為了隱藏底層的成員。但隱藏歸隱藏，你實(shí)現(xiàn)了 IEnumerable<T> 接口也必須同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)不同的方法。new 只是表示我這個(gè)方法不是從基類型繼承下來(lái)的東西，而只是巧合的時(shí)候取名遇到重名現(xiàn)象，為了規(guī)避繼承機(jī)制才需要追加 new 關(guān)鍵字的。但你既然兩個(gè)方法都得實(shí)現(xiàn)，那么我必須得考慮一個(gè)問(wèn)題：實(shí)現(xiàn)都使用隱式接口實(shí)現(xiàn)就會(huì)導(dǎo)致重名而出現(xiàn)無(wú)法編譯的沖突。于是……

于是怎么樣呢？稍后我們解釋。

1-2 Predicate<T> 委托

是的。C# 靈活就靈活在，所有數(shù)據(jù)類別均可使用泛型。委托也不例外。這 Predicate<T> 委托想要代表什么方法呢？一個(gè)條件，一個(gè)以 T 類型作為判斷成員的條件。它的聲明是這樣的：

是的，傳入一個(gè) element，是 T 類型的。然后進(jìn)行運(yùn)算后，得到一個(gè) bool 結(jié)果。它一般用在哪里呢？比如這樣的場(chǎng)景：

是的。Predicate<T> 泛型委托用來(lái)獲取滿足條件的成員。這個(gè) predicate 變量假設(shè)就是 Predicate<T> 類型的話，那么它就可以通過(guò)接口自帶的 Invoke 方法調(diào)用里面的回調(diào)函數(shù)，去判斷是否條件成立。

1-3 整個(gè)接口里的成員

那么這么一來(lái)，接口里的東西就很容易看懂了。

• 索引器：獲取第 index 號(hào)索引上存儲(chǔ)的元素；

• Add 方法：添加一個(gè)元素到集合里；

• Remove 方法：從集合里刪除一個(gè)指定數(shù)值的元素；

• Find 方法，帶 T 參數(shù)：找到集合里數(shù)值為 element 的元素，返回它的索引；

• Find 方法，帶 Predicate<T> 參數(shù)：找到集合里滿足指定條件的元素，返回它的索引。

Part 2 從這個(gè)接口派生

2-1 泛型參數(shù)繼承

很棒。接口有了，下面我們假設(shè)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)自己寫的類型，然后想要從這個(gè)接口派生。

注意這里的語(yǔ)法。在 SequenceList<T> 類型后帶有泛型參數(shù) T。而我們從一個(gè)泛型接口派生。我們定義 ICollection<T> 接口的 T 表示的是集合的元素，而 SequenceList<T> 的 T 難道就不是了嗎？那很顯然是的鴨。既然這個(gè) SequenceList<T> 的 T 就是每一個(gè)元素的類型的話，那么按照接口實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則，我很明顯是想要讓這個(gè) T 作為泛型接口的實(shí)現(xiàn)參數(shù)才是。

可問(wèn)題是，本來(lái) T 就是泛型參數(shù)了，它自己都不確定，難道還能拿來(lái)替換別的類型里的泛型參數(shù)？是的。這就是 C# 一個(gè)新的機(jī)制：泛型參數(shù)繼承（Inheritance of Type Argument）。你仔細(xì)看看就會(huì)發(fā)現(xiàn)，我 Predicate<T> 不也這么使用了嗎？

C# 認(rèn)為，你這個(gè) T 自己雖然是泛型參數(shù)，但是在類型的聲明和它的大括號(hào)這段代碼里，這個(gè) T 就會(huì)自然而然地被認(rèn)為是一個(gè)普通的數(shù)據(jù)類型，只是我們不知道是什么具體的類型。這個(gè)時(shí)候我們嘗試讓 T 作為一個(gè)類型來(lái)使用，因此才能有之前的 default(T) 這些語(yǔ)法。而現(xiàn)在，在類型聲明里面，即使我們使用到了 T 作為比如 int Find(Predicate<T> predicate) 的一部分，但仍然 T 是按實(shí)際類型在看待，所以這個(gè)地方的 T 編譯器是不會(huì)管你的；而正相反地，這個(gè)寫法反而是我們以后自己實(shí)現(xiàn)泛型數(shù)據(jù)類型里，常見(jiàn)的寫法。

稍微注意一下用詞。這里的術(shù)語(yǔ)叫泛型參數(shù)繼承，用的是“繼承”，但它仍然和普通的類型繼承有所不同。泛型參數(shù)的繼承則是基于普通類型在實(shí)現(xiàn)接口或類的繼承機(jī)制的，而它帶有的泛型參數(shù)可以傳入到泛型基類或泛型基接口里當(dāng)實(shí)際泛型參數(shù)。

2-2 泛型接口的顯隱式接口實(shí)現(xiàn)

很好。下面我們來(lái)解釋一下 Part 1 里沒(méi)有解釋的問(wèn)題：由于 IEnumerable<T> 和 IEnumerable 接口里的同名但不構(gòu)成重載的方法 GetEnumerator 無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槊Q會(huì)沖突，那么怎么辦呢？

我們?nèi)匀皇褂?SequenceList<> 類型來(lái)描述和演示這個(gè)問(wèn)題的解決辦法。由于沖突是無(wú)法避免的，因此我們需要使用緊急措施：顯式接口實(shí)現(xiàn)：因?yàn)轱@式接口實(shí)現(xiàn)可以規(guī)避重名方法的現(xiàn)象。我們選取一個(gè)不常用的接口，它實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容以顯式接口實(shí)現(xiàn)的形式呈現(xiàn)出來(lái)，避免沖突。那么哪個(gè)不常用呢？顯然是非泛型版本 IEnumerable 接口了。因?yàn)榉盒蜋C(jī)制在絕大多數(shù)情況下都比非泛型機(jī)制要更好，所以我們基本上可以完全放棄掉非泛型的情況，而且也能達(dá)到一致的運(yùn)行目的和效果。因此，我們使用顯式接口實(shí)現(xiàn)隱藏掉 IEnumerable 接口的成員：

我們僅需隱藏其中一個(gè)即可。當(dāng)然，兩個(gè)你都可以使用顯式接口實(shí)現(xiàn)，不過(guò)一般我們?cè)谌魏握Ｇ闆r下都建議使用隱式接口實(shí)現(xiàn)，因此不必顯化實(shí)現(xiàn)。

2-3 泛型接口的多態(tài)

由于你實(shí)現(xiàn)了這樣的泛型接口，因此按照多態(tài)性的規(guī)則，當(dāng)前類型是可以隱式轉(zhuǎn)換為接口類型的實(shí)例的；反之，接口類型的實(shí)例可以強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為當(dāng)前類型的實(shí)例（如果類型匹配的話）。

反之，因?yàn)榻涌陬愋筒恢缿?yīng)該往什么類型上轉(zhuǎn)化，并且轉(zhuǎn)換可能失敗，因此需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換：

比如這樣。

Part 3 泛型接口的多角色實(shí)現(xiàn)

泛型類型的誕生使得接口有一種新的“黑科技”：多角色接口實(shí)現(xiàn)。

3-1 基本實(shí)現(xiàn)和“多角色”的多態(tài)性

思考一個(gè)問(wèn)題。假設(shè)我有一個(gè)集合，但這個(gè)集合擁有多種迭代行為。比如 StudentCollection 集合類型存儲(chǔ)的是一系列學(xué)生的信息，那么我們迭代可以直接迭代每一個(gè)學(xué)生的信息；但有些時(shí)候也不一定非得是迭代 Student 的實(shí)例，比如我還可以只迭代學(xué)生的 ID（string 類型）之類的。

我們理想的代碼是這樣的：

可問(wèn)題在于，方法的重載是不允許只有返回值不同的。換句話說(shuō)，兩個(gè)方法如果只有返回值不同的話，兩個(gè)方法仍然不作為重載成員出現(xiàn)。因此，這樣的代碼只能存在于理論里。

別忘了?，F(xiàn)在我有了泛型接口了，我們就可以這么做了：我們同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩次 IEnumerable<T> 接口，只是泛型參數(shù)一個(gè)是 Student，而另外一個(gè)則是 string，然后改一下實(shí)現(xiàn)。

還記得接口的顯式實(shí)現(xiàn)嗎？接口是可以顯式實(shí)現(xiàn)的，這就是為了避免重名成員導(dǎo)致無(wú)法繼承的問(wèn)題。而我們可以利用顯示接口實(shí)現(xiàn)的機(jī)制來(lái)達(dá)到我們以前做不到的操作。

因?yàn)榻涌?IEnumerable<T> 從 IEnumerable 接口派生，因此一定仍需要實(shí)現(xiàn)接口 IEnumerable 的成員。因此最后第 9 行的代碼仍舊不可少。

請(qǐng)注意語(yǔ)法。C# 甚至允許我們同時(shí)實(shí)現(xiàn)完全相同的接口類型多次，只要泛型參數(shù)的實(shí)際類型不同就可以。這種實(shí)現(xiàn)機(jī)制稱為多角色實(shí)現(xiàn)（Multi-role Implementation）。

有了這樣的機(jī)制后，我們就可以使用 foreach 語(yǔ)句同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同的方法：

兩種寫法全部都可以了。而且它們的不同迭代對(duì)象也會(huì)自動(dòng)“路由”到對(duì)應(yīng)的 GetEnumerator 方法上，你甚至無(wú)需擔(dān)心實(shí)現(xiàn)機(jī)制沖突的問(wèn)題——C# 可以幫你區(qū)分開(kāi)不同的調(diào)用。

另外，多角色接口實(shí)現(xiàn)也不影響它自身和接口類型之間的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換和隱式轉(zhuǎn)換。這種東西的多態(tài)和正常的多態(tài)是一樣的，只不過(guò)多角色實(shí)現(xiàn)大不了就多幾個(gè)轉(zhuǎn)換的可能罷了：

這些轉(zhuǎn)換也都是可以的。

3-2 避免多角色接口實(shí)現(xiàn)

多角色接口實(shí)現(xiàn)是一種黑科技，正是因?yàn)?C# 允許顯式接口實(shí)現(xiàn)，也允許我們實(shí)現(xiàn)多次同一個(gè)接口（只要泛型參數(shù)的實(shí)際類型不同），因此才會(huì)有這樣的情況出現(xiàn)。

可問(wèn)題在于，這樣的實(shí)現(xiàn)是有問(wèn)題的。思考一下面向?qū)ο罄锏慕涌谑侨绾我环N關(guān)系：接口實(shí)現(xiàn)等于類型能做什么。類型實(shí)現(xiàn)了 IEnumerable 接口說(shuō)明類型可以迭代，類型實(shí)現(xiàn)了 IComparable 接口說(shuō)明類型可以比較大小，類型實(shí)現(xiàn)了 IEquatable 接口說(shuō)明類型的實(shí)例可以判斷是否包含相同的內(nèi)容，而類型實(shí)現(xiàn)了 ICollection<T> 接口說(shuō)明類型可以做集合可以做的事情。諸如此類。

可問(wèn)題是，我們讓一個(gè)所謂的 StudentCollection 類型實(shí)現(xiàn)了 IEnumerable<string>，它的目的是什么呢？是不是應(yīng)該表示 StudentCollection 的實(shí)例可以按字符串類型進(jìn)行成員迭代??？可是，按正常思考一般也都不會(huì)想到，StudentCollection 的迭代過(guò)程怎么會(huì)和一個(gè)字符串綁定關(guān)聯(lián)起來(lái)。因此，這樣的接口實(shí)現(xiàn)是不合面向?qū)ο蟮幕炯s定的。這個(gè)是這么實(shí)現(xiàn)接口的第一個(gè)問(wèn)題。

第二個(gè)問(wèn)題是，在稍后我們會(huì)對(duì)泛型展開(kāi)協(xié)變和逆變性質(zhì)的討論，在此我們將會(huì)討論為什么一個(gè)泛型類型是不變的，以及類型怎么轉(zhuǎn)換成協(xié)變和逆變的對(duì)應(yīng)類型，以及泛型委托類型的協(xié)變性。如果我們使用了多角色的接口實(shí)現(xiàn)，會(huì)破壞安全的類型轉(zhuǎn)換，使得混淆泛型參數(shù)的協(xié)變和逆變過(guò)程。這個(gè)點(diǎn)稍微有點(diǎn)超綱，不過(guò)你先記住就行。

所以，這樣兩個(gè)原因可以說(shuō)明，我們都不建議你使用這種接口實(shí)現(xiàn)黑科技來(lái)完善你的代碼，只是存在這種機(jī)制是出于代碼的兼容性等考慮。

Part 4 泛型類型嵌套

C# 靈活的地方在于，你甚至可以嵌套使用泛型的數(shù)據(jù)類型。

如代碼所示，泛型類型仍可使用嵌套類型。不過(guò)稍微要注意一點(diǎn)，就是泛型參數(shù)的問(wèn)題。

泛型參數(shù)是在這個(gè)數(shù)據(jù)類型里的任何一處地方都可以使用的，這意味著這個(gè) T 不管你里面有沒(méi)有嵌套別的類型，嵌套的什么類型，這個(gè) T 也都可以使用。那么，這樣的話就需要注意嵌套類型的泛型參數(shù)不要和外層數(shù)據(jù)類型的泛型參數(shù)重名。

如果重名，編譯器會(huì)生成一個(gè)警告信息，告訴你，我外層的數(shù)據(jù)類型已經(jīng)包含此泛型參數(shù)。如果你是無(wú)意重名的，請(qǐng)修改內(nèi)層嵌套的數(shù)據(jù)類型的泛型參數(shù)名稱，使之不要重名，否則，泛型參數(shù)重名后，嵌套數(shù)據(jù)類型的泛型參數(shù)會(huì)覆蓋掉同名泛型參數(shù)，導(dǎo)致在嵌套類型里無(wú)法再看到和使用到外層的泛型參數(shù)，說(shuō)白了就是隱藏掉了。

因此，我們不應(yīng)書(shū)寫代碼的時(shí)候出現(xiàn)這樣的情況，因此要么避免使用嵌套類型，要么避免使用重名的泛型參數(shù)，特別是處于包含關(guān)系的情況下。