Generics in C#

Willkommen zur ersten Lektion im Bereich „Erweiterte C#-Funktionen“! In dieser Lektion lernen Sie Generics kennen, ein leistungsfähiges Feature in C#, mit dem Sie flexiblen und wiederverwendbaren Code erstellen können. Beginnen wir!

Was sind Generics?

Generics sind ein Feature in C#, mit dem Sie Klassen, Methoden und Datenstrukturen mit einem Platzhalter für den Datentyp definieren können, den sie speichern oder verwenden. Generics ermöglichen Typsicherheit und die Wiederverwendung von Code.

Beispiel: Eine generische Liste (List<T>) kann Elemente beliebigen Typs speichern und dabei Typsicherheit gewährleisten.

Generische Klassen erstellen

Sie können eine generische Klasse mit der Syntax <T> definieren, wobei T einen Typparameter darstellt. Beispiel:

Wichtiger Punkt: Verwenden Sie Generics, um Klassen zu erstellen, die mit jedem Datentyp arbeiten und dabei Typsicherheit gewährleisten.

using System;

class GenericBox<T> {
    public T Value { get; set; }

    public void Display() {
        Console.WriteLine("Value: " + Value);
    }
}

class Program {
    static void Main() {
        GenericBox<int> intBox = new GenericBox<int> { Value = 42 };
        intBox.Display(); // Outputs: Value: 42

        GenericBox<string> stringBox = new GenericBox<string> { Value = "Hello, Generics!" };
        stringBox.Display(); // Outputs: Value: Hello, Generics!
    }
}

Generische Methoden erstellen

Sie können eine generische Methode innerhalb einer Klasse definieren. Beispiel:

Tipp: Verwenden Sie generische Methoden für Operationen, die auf mehrere Datentypen anwendbar sind.

using System;

class Program {
    static void Main() {
        PrintValue(42);
        PrintValue("Generics are powerful!");
    }

    static void PrintValue<T>(T value) {
        Console.WriteLine("Value: " + value);
    }
}

Einschränkungen für Generics

Constraints schränken die Typen ein, die als Typparameter verwendet werden können. Beispiel:

• where T : struct – T muss ein Werttyp sein.
• where T : class – T muss ein Verweistyp sein.
• where T : new() – T muss einen parameterlosen Konstruktor besitzen.

Beispiel:

Wichtiger Punkt: Constraints machen Generics flexibler und für bestimmte Szenarien einsetzbar.

using System;

class Program {
    static void Main() {
        DisplayDefault<int>();
        DisplayDefault<string>();
    }

    static void DisplayDefault<T>() where T : new() {
        T instance = new T();
        Console.WriteLine("Created instance of: " + typeof(T));
    }
}

Generische Collections

C# stellt mehrere integrierte generische Collections bereit:

• List<T>: Speichert eine Sammlung von Elementen in einem dynamischen Array.
• Dictionary<TKey, TValue>: Speichert Schlüssel-Wert-Paare für schnelle Suchvorgänge.
• Queue<T>: Implementiert eine Struktur nach dem First-In-First-Out-Prinzip (FIFO).

Beispiel: Verwendung einer generischen Liste:

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program {
    static void Main() {
        List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie" };
        names.Add("Diana");

        foreach (string name in names) {
            Console.WriteLine(name);
        }
    }
}

Übungsaufgabe

Erstellen Sie eine generische Klasse Pair<TKey, TValue>, die ein Schlüssel-Wert-Paar speichert, sowie eine generische Methode Swap(), die Schlüssel und Wert vertauscht. Beispiel:

using System;

class Pair<TKey, TValue> {
    public TKey Key { get; set; }
    public TValue Value { get; set; }

    public void Swap() {
        (Key, Value) = ((TKey)(object)Value, (TValue)(object)Key);
    }

    public void Display() {
        Console.WriteLine($"Key: {Key}, Value: {Value}");
    }
}

class Program {
    static void Main() {
        Pair<string, int> pair = new Pair<string, int> { Key = "Age", Value = 30 };
        pair.Display();
        pair.Swap();
        pair.Display();
    }
}

Bewährte Vorgehensweisen für die Verwendung von Generics

Hier sind einige bewährte Vorgehensweisen:

• Verwenden Sie Generics, um wiederverwendbare und typsichere Klassen und Methoden zu erstellen.
• Verwenden Sie Constraints, wenn bestimmte Anforderungen an den Typ erfüllt sein müssen.
• Bevorzugen Sie aus Gründen der Leistung und Sicherheit generische Collections gegenüber nicht generischen Collections.

Tipp: Verwenden Sie aussagekräftige Namen für Typparameter, z. B. T für einen Typ oder TKey und TValue für Schlüssel-Wert-Paare.

Sehr gut!

Herzlichen Glückwunsch! Sie haben gelernt, wie Sie Generics verwenden, um wiederverwendbaren und flexiblen Code in C# zu erstellen. In der nächsten Lektion erkunden wir die asynchrone Programmierung mit async und await. Programmieren wir weiter!