C#模板编程:有了泛型，为什么还需要模板？

核心提示：C#泛型编程已经深入人心了，为什么又提出C#模板编程呢？因为C#泛型存在一些局限性，C#模板编程:有了泛型，为什么还需要模板？，突破这些局限性，需要使用C#方式的模板编程，每个元素值=1的3*3矩阵），计算的中间结果会超出Byte的最大值，由于C#语法、编译器、IDE限制，C#模板编程没有C++模板编程使用方便

C#泛型编程已经深入人心了。为什么又提出C#模板编程呢？因为C#泛型存在一些局限性，突破这些局限性，需要使用C#方式的模板编程。由于C#语法、编译器、IDE限制，C#模板编程没有C++模板编程使用方便，但是，仍然可以解决一些问题。

下面先看C#泛型编程的两个限制：

（1）类型约束问题。

C#泛型的类型约束是个很严重的问题。

假设需要写一个泛型方法，这个方法有2个参数，然后方法返回结果是这两个参数的和。

这样的泛型方法无法直接实现。因为Byte,Int32等等并没有公共接口。

没有公共接口，但又想借助泛型来节省代码，减少维护量。怎么办呢？

我之前写过2篇博客《实现.net下的动态代理》、《实现.net下的动态代理(续)-多对象Mixin》，通过Ducking Typing来实现，但这种实现方式不自然，且性能低下，只适合对性能不敏感的场景。

（2）泛型指针问题。

泛型程序中无法使用泛型指针，因为编译器编译时无法知道具体类型的Size，这对写unsafe代码是很大的限制。

因此，我们需要C#模板编程。C#模板编程说起来很简单，它借助的是C#的一个语法——Using T0=T1。它没有C++那么自然，因为它缺乏C/C++源文件的Include机制。你可以将整块的文件在不同的类之间进行复制和粘帖。虽然复制和粘帖是一大邪恶，但总比复制/粘帖/替换要好很多。

下面是C#模板编程的一个重要应用——图像处理的空间线性滤波。关于空间线性滤波可参见各种图像处理的书，这里不做介绍。

我们假定图像是一个泛型类Image<T0>，这里T代表每一个像素的存储类型。可以是 Byte，Short，Int32，Int64，Single，Double等。然后，核是一个泛型类，Kernel<T1>，这里还有第三个泛型类，就是用于存放中间数据的Image<T2>。为什么需要T2呢？假如T0是Byte，T1是带有Scale的 Int32（如，Scale=9，每个元素值=1的3*3矩阵），计算的中间结果会超出Byte的最大值，需要一个不同类型缓存来存储这个中间数据。