C#泛型概述（四）

休息了两天，又开始上班了，最后一天班再努力继续学习，在上一章我讲述了泛型类和常规类的区别，这次我们详细再讲讲泛型类和怎么去使用泛型类。

四、创建泛型类（二叉树举例）

泛型类的创建很简单，只要在类的后面加一个<T>就可以了，.net里面也提供了很多现成的泛型类，在System.Collections.Generic的命名空间中，我们也可以自定义自己的泛型类，但在此之前，我们还是得要掌握好一些知识背景。

我们以二叉树理论举例，首先我简单的介绍一下什么叫二叉树，这里不懂得同学可以看看，在下面例子中我会一一画图讲解，对二叉树非常熟悉的同学可以略过，因为这个例子是比较简单而且可能对你来说可能意义不大，可以直接去看下面代码实操。

首先二叉树它是一种递归数据结构，也就是自己调用自己的数据结构，它要么空，要么就包含三个元素：数据(节点)，左子树，右子树;左子树和右子树它们本身也是属于一个二叉树，因为可以以它自身做一个节点再延伸出它的左子树、右子树，如下图：

这样就是一个简单的二叉树，它具有一个节点，两个子树，一个左，一个右:

这样看的话左子树就成为了一个节点拥有两个子树，而右子树只有一个子树，这种情况是可以的:

 

代码实操

1、接下来我们看一下代码是如何实现二叉树,首先我们创建一个树类，并给予它三个属性，一个节点，两个子树，因为子树本身也是个二叉树，它也可以拥有自己的左右子树，所以它的类型为Tree<TItem>

 public class Tree<TItem> 
｛
        //节点（值类型或引用类型）
        public TItem NodeData { get; set; }
        //左子树（类的实例对象，引用类型）
        public Tree<TItem> LeftTree { get; set; }
        //右子树（类的实例对象，引用类型）
        public Tree<TItem> RightTree { get; set; }
 ｝

2、添加构造方法进行初始化

        //构造方法初始化
        public Tree(TItem item) {
            this.NodeData = item;
            this.LeftTree = null;
            this.RightTree = null;
        }

3、添加插入数据方法，左子树情况

        public void Insert(TItem newItem) {
            //获取当前节点数据
            TItem currentNodeValue = this.NodeData;
            /比较当前节点数据和要插入的数据两者大小，插入的数据大于节点则返回1，等于则返回0，小于则返回-1这个是由实现compareTo方法的参数类型决定
            //返回1的情况也就是插入的数据大于当前节点，插入右子树，遵循左小右大
            if (currentNodeValue.CompareTo(newItem) > 0)
            {
                //若当前节点的左子树为空
                if (this.LeftTree == null)
                {
                    //创建新的二叉树，以即将插入的数据为节点
                    this.LeftTree = new Tree<TItem>(newItem);
                }
                //若当前左子树不为空，已存在
                else
                {
                    //进入该存在的节点再检查一遍
                    this.LeftTree.Insert(newItem);
                }
            }

4、在此处我们使用到了CompareTo()这个方法，这是一个用于比较大小的方法，它支持任何参数，如果我们只是Int类型的话，那就用<,>,=这类符号来代替就好，正因为我们是泛型，我们可能遇到一些不是这样常规的值类型，所以我们就运用到了这个方法，这个方法来自于IComparable<T>这个泛型接口，我们要给我们的泛型类添加一个泛型约束来实现这个接口，所以回到顶部修改

 public class Tree<TItem> where TItem : IComparable<TItem>
{
 .......
}

附加：泛型约束，就是我们在给出类型时，也就是TItem，必须要实现了Icomparable接口方法的类型才可以，例如Int，string这些它们本身就实现了IComparable接口里的CompareTo()方法，如果我们自己写一个类叫Person，这个类没有使用IComparable这个接口也没有实现方法的话，那我们在使用这个泛型类时给它定义成Person类型的时候就会出错如Tree<Person>。

5、补充else，插入右子树的情况

   public string WalkTree()
        {
            //定义一个字符串
            string result = "";
            //判断左子树是否为空，不为空则赋值给字符串，继续调用WalkTree()直到左右子树都为空
            if (this.LeftTree != null)
            {
                result = this.LeftTree.WalkTree();
            }
            //显示当前节点的数值
            result += $"{this.NodeData.ToString()}";
            //判断右子树是否为空，不为空则赋值给字符串，继续调用WalkTree()直到左右子树都为空
            if (this.RightTree != null)
            {
                result += this.RightTree.WalkTree();
            }
            //返回字符串
            return result;
        }
    

插入时的二叉树图解

6、添加WalkTree方法遍历二叉树

       //遍历二叉树方法，从左开始
        public string WalkTree()
        {
            //定义一个字符串
            string result = " ";
            //判断左子树是否为空，不为空则赋值给字符串，继续调用WalkTree()直到左右子树都为空
            if (this.LeftTree != null)
            {
                result = this.LeftTree.WalkTree();
            }
            //显示节点的数值
            result += $"{this.NodeData.ToString()}";
            //判断右子树是否为空，不为空则赋值给字符串，继续调用WalkTree()直到左右子树都为空
            if (this.RightTree != null)
            {
                result += this.RightTree.WalkTree();
            }
            //返回字符串
            return result;
        }

6、1遍历顺序如下，最好自己动手观察程序的走向

7、最后我们进行测试

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //以3为第一个节点，给tree设定为int类型，int实现了IComparable接口所以允许使用
            Tree<int> tree = new Tree<int>(5);
            tree.Insert(3);
            tree.Insert(10);
            tree.Insert(-12);
            tree.Insert(4);
            tree.Insert(8);
            tree.Insert(12);
            string treedata = tree.WalkTree();
            Console.WriteLine("二叉树遍历出来的数据顺序为:"+treedata);
        }
    }

得出的结果是:-12 3 4 5 8 10 12