Полное руководство. С# 4.0
Шрифт:
Следует особо подчеркнуть, что в C# всегда имелась возможность создавать обоб щенный код, оперируя ссылками типа object. А поскольку класс object является базовым для всех остальных классов, то по ссылке типа object можно обращаться к объекту любого типа. Таким образом, до появления обобщений для оперирования разнотипными объектами в программах служил обобщенный код, в котором для этой цели использовались ссылки типа object.
Но дело в том, что в таком коде трудно было соблюсти типовую безопасность, по скольку для преобразования типа object в конкретный тип данных требовалось при ведение типов. А это служило потенциальным источником ошибок из-за того, что приведение типов могло быть неумышленно выполнено неверно. Это затруднение по зволяют преодолеть обобщения, обеспечивая типовую безопасность,
ПРИМЕЧАНИЕ Программирующим на C++ и Java необходимо иметь в виду, что обобщения в C# не сле дует путать с шаблонами в C++ и обобщениями в Java, поскольку это разные, хотя и похожие средства. В действительности между этими тремя подходами к реализации обобщений суще ствуют коренные различия. Если вы имеете некоторый опыт программирования на C++ или Java, то постарайтесь на основании этого опыта не делать никаких далеко идущих выводов о том, как обобщения действуют в С#. Простой пример обобщений
Начнем рассмотрение обобщений с простого примера обобщенного класса. В при веденной ниже программе определяются два класса. Первым из них является обобщен ный класс Gen, вторым — класс GenericsDemo, в котором используется класс Gen. // Простой пример обобщенного класса. using System; // В приведенном ниже классе Gen параметр типа Т заменяется // реальным типом данных при создании объекта типа Gen. class Gen<T> { Т ob; // объявить переменную типа Т // Обратите внимание на то, что у этого конструктора имеется параметр типа Т. public Gen(T о) { ob = о; } // Возвратить переменную экземпляра ob, которая относится к типу Т. public Т GetOb { return ob; } // Показать тип Т. public void ShowType { Console.WriteLine("К типу T относится " + typeof(Т)); } } // Продемонстрировать применение обобщенного класса. class GenericsDemo { static void Main { // Создать переменную ссылки на объект Gen типа int. Gen<int> iOb; // Создать объект типа Gen<int> и присвоить ссылку на него переменной iOb. iOb = new Gen<int>(102); // Показать тип данных, хранящихся в переменной iOb. iOb.ShowType; // Получить значение переменной iOb. int v = iOb.GetOb; Console.WriteLine("Значение: " + v); Console.WriteLine; // Создать объект типа Gen для строк. Gen<string> strOb = new Gen<string>("Обобщения повышают эффективность."); // Показать тип данных, хранящихся в переменной strOb. strOb.ShowType; // Получить значение переменной strOb. string str = strOb.GetOb; Console.WriteLine("Значение: " + str); } }
Эта программа дает следующий результат. К типу Т относится System.Int32 Значение: 102 К типу Т относится System.String Значение: Обобщения повышают эффективность.
Внимательно проанализируем эту программу. Прежде всего обратите внимание на объявление класса Gen в приведенной ниже строке кода: class Gen<T> {
где Т — это имя параметра типа. Это имя служит в качестве метки-заполнителя кон кретного типа, который указывается при создании объекта класса Gen. Следовательно, имя Т используется в классе Gen всякий раз, когда требуется параметр типа. Обратите внимание на то, что имя Т заключается в угловые скобки (< >). Этот синтаксис мож но обобщить: всякий раз, когда объявляется параметр типа, он указывается в угловых скобках. А поскольку параметр типа используется в классе Gen, то такой класс счита ется обобщенным.
В объявлении класса Gen можно указывать любое имя параметра типа, но по тра диции выбирается имя Т. К числу других наиболее употребительных имен параметров типа относятся V и Е. Вы, конечно, вольны использовать и более описательные имена, например TValue или ТКеу. Но в этом случае первой в имени параметра типа при нято указывать прописную букву Т.
Далее имя Т используется для объявления переменной ob, как показано в следую щей строке кода. Т ob; // объявить переменную типа Т
Как пояснялось выше, имя параметра типа Т служит меткой-заполнителем
кон кретного типа, указываемого при создании объекта класса Gen. Поэтому переменная ob будет иметь тип, привязываемый к Т при получении экземпляра объекта класса Gen. Так, если вместо Т указывается тип string, то в экземпляре данного объекта перемен ная оb будет иметь тип string.А теперь рассмотрим конструктор класса Gen. public Gen(Т о) { ob = о; }
Как видите, параметр о этого конструктора относится к типу Т. Это означает, что конкретный тип параметра о определяется типом, привязываемым к Т при создании объекта класса Gen. А поскольку параметр о и переменная экземпляра ob относятся к типу Т, то после создания объекта класса Gen их конкретный тип окажется одним и тем же.
С помощью параметра типа Т можно также указывать тип, возвращаемый мето дом, как показано ниже на примере метода GetOb. public Т GetOb { return ob; }
Переменная ob также относится к типу Т, поэтому ее тип совпадает с типом, воз вращаемым методом GetOb.
Метод ShowType отображает тип параметра Т, передавая его оператору typeof. Но поскольку реальный тип подставляется вместо Т при создании объекта класса Gen, то оператор typeof получит необходимую информацию о конкретном типе. В классе GenericsDemo демонстрируется применение обобщенного класса Gen.
Сначала в нем создается вариант класса Gen для типа int. Gen<int> iOb;
Внимательно проанализируем это объявление. Прежде всего обратите внимание на то, что тип int указывается в угловых скобках после имени класса Gen. В этом случае int служит аргументом типа, привязанным к параметру типа Т в классе Gen. В данном объявлении создается вариант класса Gen, в котором тип Т заменяется типом int вез де, где он встречается. Следовательно, после этого объявления int становится типом переменной ob и возвращаемым типом метода GetOb.
В следующей строке кода переменной iOb присваивается ссылка на экземпляр объекта класса Gen для варианта типа int. iOb = new Gen<int>(102);
Обратите внимание на то, что при вызове конструктора класса Gen указывается так же аргумент типа int. Это необходимо потому, что переменная (в данном случае — iOb), которой присваивается ссылка, относится к типу Gen. Поэтому ссылка, воз вращаемая оператором new, также должна относиться к типу Gen. В противном случае во время компиляции возникнет ошибка. Например, приведенное ниже при сваивание станет причиной ошибки во время компиляции. iOb = new Gen<double>(118.12); // Ошибка!
Переменная iOb относится к типу Gen и поэтому не может использоваться для ссылки на объект типа Gen. Такой контроль типов относится к одним из главных преимуществ обобщений, поскольку он обеспечивает типовую безопасность. Затем в программе отображается тип переменной ob в объекте iOb — тип System. Int32. Это структура .NET, соответствующая типу int. Далее значение переменной ob получается в следующей строке кода. int v = iOb.GetOb;
Возвращаемым для метода GetOb является тип Т, который был заменен на тип int при объявлении переменной iOb, и поэтому метод GetOb возвращает значение того же типа int. Следовательно, данное значение может быть присвоено переменной v типа int.
Далее в классе GenericsDemo объявляется объект типа Gen<string>. Gen<string> strOb = new Gen<string>("Обобщения повышают эффективность.");
В этом объявлении указывается аргумент типа string, поэтому в объекте класса Gen вместо Т подставляется тип string. В итоге создается вариант класса Gen для типа string, как демонстрируют остальные строки кода рассматриваемой здесь программы.
Прежде чем продолжить изложение, следует дать определение некоторым терми нам. Когда для класса Gen указывается аргумент типа, например int или string, то создается так называемый в C# закрыто сконструированный тип. В частности, Gen является закрыто сконструированным типом. Ведь, по существу, такой обобщенный тип, как Gen, является абстракцией. И только после того, как будет сконструиро ван конкретный вариант, например Gen, создается конкретный тип. А конструк ция, подобная Gen, называется в C# открыто сконструированным типом, поскольку в ней указывается параметр типа Т, но не такой конкретный тип, как int.