C# для профессионалов. Том II

Если вы знакомы с интерфейсами, то наследование не должно быть для вас новым понятием, так как интерфейсы могут наследоваться друг из друга. Однако здесь имеется значительно более мощная конструкция, чем наследование интерфейсов. Когда интерфейс COM наследуется из другого интерфейса, он получает только имена и сигнатуры методов и свойства. Это, в конце концов, все, что содержит интерфейс. Однако класс содержит весь код, который реализует эти методы, и тому подобное также, как в VB делает объект класса. Это означает, что SquareRootForm получает все реализации из класса Form, а также имена методов. Этот вид наследования называется наследованием реализации, он не является новинкой в C#: это была фундаментальная концепция классического объектно-ориентированного программирования (OOP), которой пользовались в течение десятилетий. Программы C++, в частности, обычно работают на основе этой концепции, но она не поддерживается VB. (Наследование реализации имеет сходство с созданием подклассов.) При разработке программ на C# можно обнаружить, что вся архитектура типичной программы C# почти всегда основывается на наследовании реализации.

Но наследование реализации является еще более мощным средством. Как будет показано позже, когда класс наследуется из другого класса, он не обязан брать все реализации в базовом классе. При желании можно изменить реализации определенных методов и свойств с помощью технологии, называемой переопределением. Это означает, что можно создать класс, который очень похож на существующий, но имеет некоторые отличия в том. как и что он делает. Это существенно облегчает повторное использование кода, написанного другими людьми, сберегая тем самым время разработки. Также важно понять, что не требуется доступ к исходному коду базового класса, чтобы наследовать из него. По очевидным коммерческим соображениям компания Microsoft сохраняет исходный код класса Form для себя. Тот факт, что компилированная библиотека доступна в форме сборки, является достаточным, чтобы можно было наследовать от этого класса, используя требуемые методы и переопределяя методы, которые не нужны.

Точка входа в программу

Основной точкой входа в программу является функция Main:

class MainEntryClass {
 /// <summary>
 /// Основная точка входа приложения.
 /// </summary>
 [STAThread]
 static void Main {
 SquareRootForm TheMainForm = new SquareRootForm;
 Application.Run(TheMainForm);
 }
}

Это не очевидная точка входа в программу, но это — она. Правило в C# говорит, что выполнение программы начинается с метода с именем Main. Этот метод должен быть определен как статический в том же классе. Обычно должен быть только один метод во всех классах в исходном коде, который отвечает этому описанию в программе, иначе компилятор не будет знать, какой из них выбрать. Main здесь определен без параметров и как возвращающий void (другими словами, не возвращающий ничего). Это не единственная возможная сигнатура этого метода, но это обычная сигнатура для приложения Windows (приложения командной строки получают параметры — это любые аргументы, задаваемые в командной строке).

Как упоминалось раже, код VB может иметь метод Main, но он редко используется и не является обязательным. В C# метод Main должен присутствовать как основная точка входа в программу.

Так как метод Main должен быть в классе, то здесь присутствует класс с именем MainEntryClass. В этом классе нет ничего другого, но это не обязательно должно быть так, вполне допустимо для класса, в котором определена точка входа в программу, содержать и другие методы. Тот факт, что метол Main — статический метод, является важным. Мы говорили раньше, что статические методы являются специальными методами, которые могут выполняться без реального создания в начале программы объекта класса. Так как при выполнении прежде всего вызывается метод Main, то в этот момент не существует никаких экземпляров никаких классов — еще не выполнился никакой код для их создания. Вот почему точка входа должна быть статической.

Помимо ключевого слова static, определение Main выглядит, как и предыдущие рассмотренные определения методов. Однако перед ним стоит в квадратных скобках слово [STAThread], [STAThread] является примером атрибута — еще одной концепции, которая не имеет аналогов в исходном коде VB.

Атрибут является конструкцией, предоставляющей дополнительную информацию компилятору о некоторых элементах кода, и всегда имеющей форму слова (возможно также с некоторыми параметрами, хотя не в данном случае) в квадратных скобках сразу перед элементом, к которому он применяется. Этот конкретный атрибут сообщает компилятору о модели потоков выполнения, в которой должен выполняться код. Детали моделей потоков выполнения здесь рассматриваться не будут, но можно сказать, что запись [STAThread] в исходном коде C# имеет эффект, аналогичный выбору модели потоков выполнения в Project Properties в VB IDE, хотя в VB это можно делать только для проектов ActiveX DLL и ActiveX Control. Отметим также, что эта аналогия только приблизительная, так как атрибут C# выбирает модель потоков выполнения .NET, а не модель потоков COM.

Создание экземпляров классов

Давайте теперь рассмотрим код внутри метода Main. Прежде всего необходимо создать форму — другими словами, экземпляр объекта SquareRootForm. Это делает первая строка кода:

SquareRootForm TheMainForm = new SquareRootForm;

Очевидно, что этот код нельзя сравнить с соответствующим кодом VB, потому что такие команды VB недоступны как исходный код, но можно сделать сравнение, если представить, что в некотором коде VB необходимо создать диалоговое окно. В VB это будет выглядеть примерно следующим образом:

Dim SomeDialog As MyDialogClass
Set SomeDialog = New MyDialogClass

В этом коде VB сначала объявляется переменная, которая является объектной ссылкой — SomeDialog будет ссылаться на экземпляр MyDialogClass. Затем реально создается экземпляр объекта с помощью ключевого слова New из VB и присваивается переменной ссылка на этот объект.

Это совпадает с тем, что происходит в коде C#: объявляется переменная с именем TheMainForm, которая является ссылкой на объект SquareRootForm, затем используется ключевое слово C# new для создания экземпляра SquareRootForm, и после этого мы задаем переменной ссылку на этот объект. Основное синтаксическое различие состоит в том, что C# позволяет объединить обе операции в одной инструкции таким же образом, как ранее сразу объявлялась и инициализировалась переменная NumberInput. Можно также заметить скобки после выражения new — это требование C#. При создании объектов всегда необходимо записывать эти скобки, потому что C# интерпретирует создание объекта несколько похоже на вызов метода, так что даже можно иногда передавать параметры в вызов new, чтобы указать, как желательно инициализировать новый объект. В данном случае параметры не передаются, но скобки все равно должны использоваться.

Классы С#

До сих пор говорилось, что классы C# похожи на модули классов в VB. Мы уже видели одно различие, заключающееся в том, что классы C# допускают статические методы. Приведенный выше код метода Main подчеркивает теперь еще одно различие: если делается что-то подобное в VB, то необходимо также задать для созданного объекта значение Nothing, когда работа с ним будет закончена. Однако ничего подобного не появляется в коде C#, так как в C# этого делать вовсе не нужно.

Причина этого различия состоит в том, что классы C# являются более эффективными и динамичными, чем их соответствующие аналоги в VB. Объекты классов VB являются на самом деле объектами COM, то есть каждый из них включает некоторый сложный код, который проверяет, сколько ссылок на объект поддерживается, поэтому каждый объект может разрушить себя, когда обнаружит, что он больше не нужен. В VB, если не задать объектную ссылку Nothing после завершения работы с объектом, это будет рассматриваться как плохая практика программирования, так как это означает, что объект не знает, что он больше не нужен, поэтому он может висеть в памяти возможно до окончания всего процесса.

Однако по соображениям производительности объекты C# не выполняют проверку такого рода. Вместо этого C# использует механизм, называемый сборкой мусора. При этом вместо того, чтобы каждый объект проверял, что он должен все еще существовать, среда выполнения .NET время от времени передает управление так называемому сборщику мусора. Сборщик мусора исследует состояние памяти, используя очень эффективный алгоритм для идентификации тех объектов, которые больше не нужны коду, и удаляя их. При наличии такого механизма неважно сбрасываются ли ссылки, когда работа с ними закончена, обычно достаточно просто подождать, пока переменная выйдет из области видимости.