Язык программирования C#9 и платформа .NET5

   // обратно в данные, расположенные в стеке.
  int i = (int)myInts[0];

   // Теперь значение вновь упаковывается, т.к.
   // метод WriteLine требует типа object!
  Console.WriteLine("Value of your int: {0}", i);
 }

Обратите внимание, что расположенное в стеке значение типа System.Int32 перед вызовом метода ArrayList.Add упаковывается, чтобы оно могло быть передано в требуемом виде System.Object. Вдобавок объект System.Object распаковывается обратно в System.Int32 после его извлечения из ArrayList через операцию приведения лишь для того, чтобы снова быть упакованными при передаче методу Console.WriteLine, поскольку данный метод работает с типом System.Object.

Упаковка и распаковка удобны с точки зрения программиста, но такой упрощенный подход к передаче данных между стеком и кучей влечет за собой проблемы, связанные с производительностью (снижение скорости выполнения и увеличение размера кода), а также приводит к утрате безопасности в отношении типов. Чтобы понять проблемы с производительностью, примите во внимание действия, которые должны произойти при упаковке и распаковке простого целочисленного значения.

1. Новый объект должен быть размещен в управляемой куче.

2. Значение данных, находящееся в стеке, должно быть передано в выделенное место в памяти.

3. При распаковке значение, которое хранится в объекте, находящемся в куче, должно быть передано обратно в стек.

4. Неиспользуемый в дальнейшем объект, расположенный в куче, будет (со временем) удален сборщиком мусора.

Несмотря на то что показанный конкретный метод WorkWithArrayList не создает значительное узкое место в плане производительности, вы определенно заметите такое влияние, если ArrayList будет содержать тысячи целочисленных значений, которыми программа манипулирует на регулярной основе. В идеальном мире мы могли бы обрабатывать данные, находящиеся внутри контейнера в стеке, безо всяких проблем с производительностью. Было бы замечательно иметь возможность извлекать данные из контейнера, не прибегая к конструкциям try/catch (именно это позволяют делать обобщения).

Проблема безопасности в отношении типов

Мы уже затрагивали проблему безопасности в отношении типов, когда рассматривали операции распаковки. Вспомните, что данные должны быть распакованы в тот же самый тип, с которым они объявлялись перед упаковкой. Однако существует еще один аспект безопасности в отношении типов, который необходимо иметь в виду в мире без обобщений: тот факт, что классы из пространства имен System.Collections обычно могут хранить любые данные, т.к. их члены прототипированы для оперирования с типом System.Object. Например, следующий метод строит список ArrayList с произвольными фрагментами несвязанных данных:

 static void ArrayListOfRandomObjects
 {
   // ArrayList может хранить вообще все что угодно.
  ArrayList allMyObjects = new ArrayList;
  allMyObjects.Add(true);
  allMyObjects.Add(new OperatingSystem(PlatformID.MacOSX,
  new Version(10, 0)));
  allMyObjects.Add(66);
  allMyObjects.Add(3.14);
 }

В ряде случаев вам будет требоваться исключительно гибкий контейнер, который способен хранить буквально все (как было здесь показано). Но большую часть времени вас интересует безопасный в отношении типов контейнер, который может работать только с определенным типом данных. Например, вы можете нуждаться в контейнере, хранящем только объекты типа подключения к базе данных, растрового изображения или класса, реализующего интерфейс IPointy.

До появления обобщений единственный способ решения проблемы, касающейся безопасности в отношении типов, предусматривал создание вручную специального класса (строго типизированной) коллекции. Предположим, что вы хотите создать специальную коллекцию, которая способна содержать только объекты типа Person:

 namespace IssuesWithNonGenericCollections
 {
  public class Person
  {
  public int Age {get; set;}
  public string FirstName {get; set;}
  public string LastName {get; set;}

  public Person{}
  public Person(string firstName, string lastName, int age)
  {
  Age = age;
  FirstName = firstName;
  LastName = lastName;
  }

  public override string ToString
  {
  return $"Name: {FirstName} {LastName}, Age: {Age}";
  }
  }
 }

Чтобы построить коллекцию, которая способна хранить только объекты Person, можно определить переменную-член System.Collection.ArrayList внутри класса по имени PeopleCollection и сконфигурировать все члены для оперирования со строго типизированными объектами Person, а не с объектами типа System.Object. Ниже приведен простой пример (специальная коллекция производственного уровня могла бы поддерживать множество дополнительных членов и расширять абстрактный базовый класс из пространства имен System.Collections или System.Collections.Specialized):

 using System.Collections;
 namespace IssuesWithNonGenericCollections
 {
  public class PersonCollection : IEnumerable
  {
  private ArrayList arPeople = new ArrayList;

   // Приведение для вызывающего кода.
  public Person GetPerson(int pos) => (Person)arPeople[pos];

   // Вставка только объектов Person.
  public void AddPerson(Person p)
  {
  arPeople.Add(p);
  }
  public void ClearPeople
  {
  arPeople.Clear;
  }
  public int Count => arPeople.Count;

   // Поддержка перечисления с помощью foreach.
  IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator => arPeople.GetEnumerator;