Полное руководство. С# 4.0

В данном случае вместо Т подставляется тип int, а вместо V — тип string. В представленном выше примере указываются аргументы разного типа, но они мо гут быть и одного типа. Например, следующая строка кода считается вполне допус тимой. TwoGen<string, string> х = new TwoGen<string, string> ("Hello", "Goodbye");

В этом случае оба типа, Т и V, заменяются одним и тем же типом, string. Ясно, что если бы аргументы были одного и того же типа, то два параметра типа были бы не нужны. Общая форма обобщенного класса

Синтаксис обобщений, представленных в предыдущих примерах, может быть све ден к общей форме. Ниже приведена общая форма объявления обобщенного класса. class имя_класса<список_параметров_типа> { // ...

А вот как выглядит синтаксис объявления ссылки на обобщенный класс. имя_класса<список_аргументов_типа> имя_переменной - new имя_класса<список_параметров_типа> (список_аргументов_конструктора); Ограниченные типы

В предыдущих примерах параметры типа можно было заменить любым типом данных. Например, в следующей строке кода объявляется любой тип, обозначаемый как Т. class Gen<T> {

Это означает, что вполне допустимо создавать объекты класса Gen, в которых тип Т заменяется типом int, double, string, FileStream или любым другим типом дан ных. Во многих случаях отсутствие ограничений на указание аргументов типа считается вполне приемлемым, но иногда оказывается полезно ограничить круг типов, которые могут быть указаны в качестве аргумента типа.

Допустим, что требуется создать метод, оперирующий содержимым потока, вклю чая объекты типа FileStream или MemoryStream. На первый взгляд, такая ситуация идеально подходит для применения обобщений, но при этом нужно каким-то обра зом гарантировать, что в качестве аргументов типа будут использованы только типы потоков, но не int или любой другой тип. Кроме того, необходимо как-то уведомить компилятор о том, что методы, определяемые в классе потока, будут доступны для применения. Так, в обобщенном коде должно быть каким-то образом известно, что в нем может быть вызван метод Read.

Для выхода из подобных ситуаций в C# предусмотрены ограниченные типы. Указы вая параметр типа, можно наложить определенное ограничение на этот параметр. Это делается с помощью оператора where при указании параметра типа: class имя_класса<параметр_типа> where параметр_типа : ограничения { // ...

где ограничения указываются списком через запятую.

В C# предусмотрен ряд ограничений на типы данных.

Ограничение на базовый класс, требующее наличия определенного базового класса в аргументе типа. Это ограничение накладывается указанием имени требуемого базового класса. Разновидностью этого ограничения является неприкрытое ограничение типа, при котором на базовый класс указывает параметр типа, а не конкретный тип. Благодаря этому устанавливается взаимосвязь между двумя параметрами типа.

Ограничение на интерфейс, требующее реализации одного или нескольких интерфейсов аргументом типа. Это ограничение накладывается указанием имени требуемого интерфейса.

Ограничение на конструктор, требующее предоставить конструктор без параметров в аргументе типа. Это ограничение накладывается с помощью оператора new.

Ограничение ссылочного типа, требующее указывать аргумент ссылочного типа с помощью оператора class.

Ограничение типа значения, требующее указывать аргумент типа значения с помощью оператора struct.

Среди всех этих ограничений чаще всего применяются ограничения на базовый класс и интерфейс, хотя все они важны в равной степени. Каждое из этих ограничений рассматривается далее по порядку. Применение ограничения на базовый класс

Ограничение на базовый класс позволяет указывать базовый класс, который должен наследоваться аргументом типа. Ограничение на базовый класс служит двум главным целям. Во-первых, оно позволяет использовать в обобщенном классе те члены базового класса, на которые указывает данное ограничение. Это дает, например, возможность вызвать метод или обратиться к свойству базового класса. В отсутствие ограничения на базовый класс компилятору ничего не известно о типе членов, которые может иметь аргумент типа. Накладывая ограничение на базовый класс, вы тем самым даете компи лятору знать, что все аргументы типа будут иметь члены, определенные в этом базовом классе.

И во-вторых, ограничение на базовый класс гарантирует использование только тех аргументов типа, которые поддерживают указанный базовый класс. Это означа ет, что для любого ограничения, накладываемого на базовый класс, аргумент типа должен обозначать сам базовый класс или производный от него класс. Если же по пытаться использовать аргумент типа, не соответствующий указанному базовому классу или не наследующий его, то в результате возникнет ошибка во время компи ляции.

Ниже приведена общая форма наложения ограничения на базовый класс, в кото рой используется оператор where: where Т : имя_базового_класса

где T обозначает имя параметра типа, а имябазовогокласса — конкретное имя ограничиваемого базового класса. Одновременно в этой форме ограничения может быть указан только один базовый класс.

В приведенном ниже простом примере демонстрируется механизм наложения ограничения на базовый класс. // Простой пример, демонстрирующий механизм наложения // ограничения на базовый класс. using System; class А { public void Hello { Console.WriteLine("Hello"); } } // Класс В наследует класс А. class В : А { } // Класс С не наследует класс А. class С { } // В силу ограничения на базовый класс во всех аргументах типа, // передаваемых классу Test, должен присутствовать базовый класс А. class Test<T> where Т : А { Т obj; public Test(Т о) { obj = о; } public void SayHello { // Метод Hello вызывается, поскольку он объявлен в базовом классе А. obj.Hello; } } class BaseClassConstraintDemo { static void Main { A a = new A; В b = new В; С с = new С; // Следующий код вполне допустим, поскольку класс А указан как базовый. Test<A> t1 = new Test<A>(a); t1.SayHello; // Следующий код вполне допустим, поскольку класс В наследует от класса А. Test<B> t2 = new Test<B>(b); t2.SayHello; // Следующий код недопустим, поскольку класс С не наследует от класса А. // Test<C> t3 = new Test<C>(c); // Ошибка! // t3.SayHello; // Ошибка! } }

В данном примере кода класс А наследуется классом В, но не наследуется классом С. Обратите также внимание на то, что в классе А объявляется метод Hello, а класс Test объявляется как обобщенный следующим образом. class Test<T> where Т : А {

Оператор where в этом объявлении накладывает следующее ограничение: любой аргумент, указываемый для типа Т, должен иметь класс А в качестве базового.

А теперь обратите внимание на то, что в классе Test объявляется метод SayHello, как показано ниже. public void SayHello { // Метод Hello вызывается, поскольку он объявлен в базовом классе А. obj.Hello; }

Этот метод вызывает в свою очередь метод Hello для объекта obj типа Т. Любо пытно, что единственным основанием для вызова метода Hello служит следующее требование ограничения на базовый класс: любой аргумент типа, привязанный к типу Т, должен относиться к классу А или наследовать от класса А, в котором объявлен ме тод Hello. Следовательно, любой допустимый тип Т будет также определять метод Hello. Если бы данное ограничение на базовый класс не было наложено, то компи лятору ничего не было бы известно о том, что метод Hello может быть вызван для объекта типа Т. Убедитесь в этом сами, удалив оператор where из объявления обоб щенного класса Test. В этом случае программа не подлежит компиляции, поскольку теперь метод Hello неизвестен.

Помимо разрешения доступа к членам базового класса, ограничение на базовый класс гарантирует, что в качестве аргументов типа могут быть переданы только те типы данных, которые наследуют базовый класс. Именно поэтому приведенные ниже стро ки кода закомментированы. // Test<C> t3 = new Test<C>(c); // Ошибка! // t3.SayHello; // Ошибка!

Класс С не наследует от класса А, и поэтому он не может использоваться в качестве аргумента типа при создании объекта типа Test. Убедитесь в этом сами, удалив сим волы комментария и попытавшись перекомпилировать этот код.