9.9.9  通用类（1）

C++(www.cppentry.com)/CLI给我们提供了定义通用类的功能，具体类将在运行时通过实例化通用类产生。我们可以定义通用数值类、通用引用类、通用接口类和通用委托。定义通用类的方法是使用一个或多个形参，这与第6章定义通用函数的方法相似。

例如，我们可以像下面这样，定义Ex9_14示例中Stack类的通用版本：

// Stack.h for Ex9_21  
// A generic pushdown stack  
 
generic<typename T> ref class Stack  
{  
private:  
// Defines items to store in the stack  
ref struct Item  
{  
T Obj;  // Handle for the object in this item  
Item^ Next; // Handle for next item in the stack or nullptr  
 
// Constructor  
Item(T obj, Item^ next): Obj(obj), Next(next){}  
};  
 
Item^ Top; // Handle for item that is at the top  
 
public:  
// Push an object on to the stack  
void Push(T obj)  
{  
Top = gcnew Item(obj, Top);     // Create new item and make it the top  
}  
 
// Pop an object off the stack  
T Pop()  
{  
if(Top == nullptr) // If the stack is empty  
return T();     // return null equivalent  
T obj = Top->Obj; // Get object from item  
TopTop = Top->Next;    // Make next item the top  
return obj;  
}  
}; 

该类的通用版本现在有个类型形参T。注意，我们在指定该形参时可以使用class关键字代替typename关键字，二者在此处的上下文中没有区别。当使用通用类类型时，类型实参将代替形参T，T是通过类定义由类型实参代替的，因此与原来版本相比通用类类型的主要优点是更加安全，但不会丧失任何灵活性。原来类的Push()成员可接受任何句柄，因此我们可以将MyClass^类型、String^类型或任何句柄类型的对象混合压入相同的堆栈，但通用类实例的Push()函数只能接受实参类型的对象以及以实参为基类的类型的对象。

我们看一下Pop()函数的实现。如果栈顶项为空，原来的版本将返回nullptr，但我们在返回类型为形参的情况下不能返回nullptr，因为类型实参可能是数值类型。解决方法是返回T()，以调用类型T中无参数的构造函数，这样做的结果等价于为数值类型返回0，为句柄类型返回nullptr。

注意：

我们可以用第6章为通用函数指定约束的相同方式，使用where关键字来指定对通用类类型形参的约束。

如下所示，我们可以用Stack<>通用类型创建一个存储Box对象句柄的堆栈：

Stack<Box^>^ stack = gcnew Stack<Box^>; 

类型实参Box^处于尖括号之间，该语句将在CLR堆上创建一个Stack<Box^>对象。该对象允许将Box^类型以及任何以Box为直接或间接基类的类型的句柄压入堆栈。我们可以用Ex9_14的修订版来试一试。

试一试：使用通用类类型

创建一个新的名为Ex9_21的CLR控制台程序，然后将Container.h、Box.h和GlassBox.h这3个头文件从Ex9_14复制到本项目的目录中。在Solution Explorer选项卡中右击Header Files，从弹出的上下文菜单中选择Add | Existing Item，将这些头文件添加到项目中。然后，我们可以给该项目添加一个新的头文件Stack.h，并输入前面介绍的通用Stack类定义。不要忘记在该文件开始处添加#pragma once指令。

// Ex9_21.cpp : main project file.  
 
// Using a nested class to define a stack  
 
#include "stdafx.h"  
#include "Box.h" // For Box and Container  
#include "GlassBox.h"   // For GlassBox (and Box and Container)  
#include "Stack.h" // For the generic stack class  
 
using namespace System;  
 
int main(array<System::String ^> ^args)  
{  
array<Box^>^ boxes = { gcnew Box(2.0, 3.0, 4.0),  
                              gcnew GlassBox(2.0, 3.0, 4.0),  
                              gcnew Box(4.0, 5.0, 6.0),  
                            gcnew GlassBox(4.0, 5.0, 6.0)  
                           };  
Console::WriteLine(L"The array of boxes have the following volumes:");  
for each(Box^ box in boxes)  
box->ShowVolume();  // Output the volume of a box  
Console::WriteLine(L"\nNow pushing the boxes on the stack...");  
 
Stack<Box^>^ stack = gcnew Stack<Box^>;     // Create the stack  
for each(Box^ box in boxes)  
stack->Push(box);  
 
Console::WriteLine(  
     L"Popping the boxes off the stack presents them in reverse order:");  
Box^ item;  
while((item = stack->Pop()) != nullptr)  
safe_cast<Container^>(item)->ShowVolume();  
 
// Try the generic Stack type storing integers  
Stack<int>^ numbers = gcnew Stack<int>;     // Create the stack  
Console::WriteLine(L"\nNow pushing integers on to the stack:");  
for(int i = 2 ; i<=12 ; i += 2)  
{  
Console::Write(L"{0,5}",i);  
numbers->Push(i);  
}  
int number;  
Console::WriteLine(L"\n\nPopping integers off the stack produces:");  
while((number = numbers->Pop()) != 0)  
Console::Write(L"{0,5}",number);  
 
Console::WriteLine();  
return 0;  
}