c# - C# 和 Java 中的泛型与 C++ 中的模板有什么区别？

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我主要使用 Java，泛型相对较新。我一直读到 Java 做出了错误的决定，或者 .NET 有更好的实现等等。

那么，C++、C#、Java 在泛型方面的主要区别是什么？每个的优点/缺点？

Answer 1

我会将我的声音添加到噪音中，并尝试将事情弄清楚:
C#泛型允许你声明这样的东西。

List<Person> foo = new List<Person>();

然后编译器会阻止你放入不是 Person 的东西进入名单。
C# 编译器在幕后只是放置 List<Person>进入 .NET dll 文件，但在运行时 JIT 编译器开始构建一组新代码，就好像您编写了一个专门用于包含人的特殊列表类 - 类似于 ListOfPerson .
这样做的好处是它使它变得非常快。没有强制转换或任何其他东西，因为 dll 包含信息，这是一个列表 Person ，稍后使用反射查看它的其他代码可以告诉它包含 Person对象(因此您可以获得智能感知等)。
这样做的缺点是旧的 C# 1.0 和 1.1 代码(在添加泛型之前)无法理解这些新的 List<something> ，所以你必须手动将东西转换回普通的旧 List与他们进行互操作。这不是什么大问题，因为 C# 2.0 二进制代码不向后兼容。唯一会发生这种情况的是，如果您将一些旧的 C# 1.0/1.1 代码升级到 C# 2.0
Java泛型允许你声明这样的东西。

ArrayList<Person> foo = new ArrayList<Person>();

从表面上看，它看起来是一样的，实际上是一样的。编译器还会阻止您放入不是 Person 的东西。进入名单。
不同之处在于幕后发生的事情。与 C# 不同，Java 不会去构建一个特殊的 ListOfPerson - 它只是使用普通的旧 ArrayList这一直是在 Java 中。当你从数组中取出东西时，通常的 Person p = (Person)foo.get(1);类型转换舞蹈仍然必须完成。编译器为您节省了按键次数，但仍然会像往常一样产生命中/转换速度。
当人们提到“类型删除”时，这就是他们所谈论的内容。编译器为您插入强制转换，然后“删除”它应该是 Person 的列表这一事实。不只是 Object这种方法的好处是不理解泛型的旧代码不必关心。它仍在处理相同的旧 ArrayList一如既往。这在 Java 世界中更为重要，因为他们希望支持使用带有泛型的 Java 5 编译代码，并让它在旧的 1.4 或以前的 JVM 上运行，微软故意决定不打扰。
缺点是我之前提到的速度命中，也是因为没有ListOfPerson伪类或类似的东西进入 .class 文件，稍后查看它的代码(通过反射，或者如果你把它从另一个集合中拉出来，它被转换成 Object 等等)无法分辨无论如何，它应该是一个仅包含 Person 的列表而不仅仅是任何其他数组列表。
C++ 模板允许你声明这样的东西

std::list<Person>* foo = new std::list<Person>();

它看起来像 C# 和 Java 泛型，它会做你认为它应该做的事情，但在幕后发生了不同的事情。
它与 C# 泛型的最大共同点在于它构建了特殊的 pseudo-classes而不是像 java 那样简单地丢弃类型信息，而是完全不同的鱼。
C# 和 Java 都产生专为虚拟机设计的输出。如果你写了一些带有 Person 的代码类在其中，在这两种情况下，有关 Person 的一些信息class 将进入 .dll 或 .class 文件，JVM/CLR 将对此进行处理。
C++ 生成原始 x86 二进制代码。一切都不是对象，也没有底层虚拟机需要了解 Person类(class)。没有装箱或拆箱，函数也不必属于类，甚至任何东西。
因此，C++ 编译器对您可以使用模板执行的操作没有任何限制——基本上任何您可以手动编写的代码，您都可以获得模板来为您编写。
最明显的例子是添加东西:
在 C# 和 Java 中，泛型系统需要知道类有哪些方法可用，并且需要将其传递给虚拟机。告诉它这一点的唯一方法是通过硬编码实际类或使用接口(interface)。例如:

string addNames<T>( T first, T second ) { return first.Name() + second.Name(); }

该代码不会在 C# 或 Java 中编译，因为它不知道类型 T实际上提供了一个名为 Name() 的方法。你必须告诉它 - 在 C# 中是这样的:

interface IHasName{ string Name(); };
string addNames<T>( T first, T second ) where T : IHasName { .... }

然后你必须确保你传递给 addNames 的东西实现了 IHasName 接口(interface)等等。 java 语法不同( <T extends IHasName> )，但它遇到相同的问题。
此问题的“经典”案例是尝试编写一个执行此操作的函数

string addNames<T>( T first, T second ) { return first + second; }

您实际上无法编写此代码，因为无法使用 + 声明接口(interface)。其中的方法。你失败了。
C++ 没有这些问题。编译器不关心将类型传递给任何虚拟机——如果你的两个对象都有一个 .Name() 函数，它就会编译。如果他们不这样做，就不会。简单的。
所以你有它 :-)