Полное руководство. С# 4.0
Шрифт:
Для того чтобы создать конкретный объект типа Building, придется воспользо ваться следующим оператором. Building house = new Building; // создать объект типа Building
После выполнения этого оператора объект house станет экземпляром класса Building, т.е. обретет "физическую" реальность. Не обращайте пока что внимание на отдельные составляющие данного оператора.
Всякий раз, когда получается экземпляр класса, создается также объект, содержа щий собственную копию каждой переменной экземпляра, определенной в данном классе. Таким образом, каждый объект типа Building будет содержать свои копии переменных экземпляра Floors, Area и Occupants. Для доступа к этим перемен ным служит оператор доступа к члену класса, который принято называть оператором- точкой. Оператор-точка связывает имя объекта с именем члена класса. Ниже приведе на общая форма оператора-точки. объект.член
В этой форме объект указывается слева, а член — справа. Например, присваива
В целом, оператор-точка служит для доступа к переменным экземпляра и мето дам. Ниже приведен полноценный пример программы, в которой используется класс Building. // Программа, в которой используется класс Building. using System; class Building { public int Floors; // количество этажей public int Area; // общая площадь здания public int Occupants; // количество жильцов } // В этом классе объявляется объект типа Building. class BuildingDemo { static void Main { Building house = new Building; // создать объект типа Building int areaPP; // площадь на одного человека // Присвоить значения полям в объекте house. house.Occupants = 4; house.Area = 2500; house.Floors = 2; // Вычислить площадь на одного человека. areaPP = house.Area / house.Occupants; Console.WriteLine("Дом имеет:\n " + house.Floors + " этажа\n " + house.Occupants + " жильца\n " + house.Area + " кв. футов общей площади, из них\n " + агеаРР + " приходится на одного человека"); } }
Эта программа состоит из двух классов: Building и BuildingDemo. В классе BuildingDemo сначала создается экземпляр house класса Building с помощью ме тода Main, а затем в коде метода Main осуществляется доступ к переменным эк земпляра house для присваивания им значений и последующего использования этих значений. Следует особо подчеркнуть, что Building и BuildingDemo — это два со вершенно отдельных класса. Единственная взаимосвязь между ними состоит в том, что в одном из них создается экземпляр другого. Но, несмотря на то, что это раздельные классы, у кода из класса BuildingDemo имеется доступ к членам класса Building, поскольку они объявлены как открытые (public). Если бы при их объявлении не был указан спецификатор доступа public, то доступ к ним ограничивался бы пределами Building, а следовательно, их нельзя было бы использовать в классе BuildingDemo. Допустим, что исходный текст приведенной выше программы сохранен в файле UseBuilding.cs. В результате ее компиляции создается файл UseBuilding.exe. При этом оба класса, Building и BuildingDemo, автоматически включаются в состав исполняемого файла. При выполнении данной программы выводится следующий ре зультат. Дом имеет: 2 этажа 4 жильца 2500 кв. футов общей площади, из них 625 приходится на одного человека
Но классам Building и BuildingDemo совсем не обязательно находиться в одном и том же исходном файле. Каждый из них можно поместить в отдельный файл, на пример Building.cs и BuildingDemo.cs, а компилятору C# достаточно сообщить, что оба файла должны быть скомпилированы вместе. Так, если разделить рассматри ваемую здесь программу на два таких файла, для ее компилирования можно восполь зоваться следующей командной строкой. csc Building.cs BuildingDemo.cs
Если вы пользуетесь интегрированной средой разработки Visual Studio, то вам нуж но ввести оба упомянутых выше файла в свой проект и затем скомпоновать их. Прежде чем двигаться дальше, рассмотрим следующий основополагающий прин цип: у каждого объекта имеются свои копии переменных экземпляра, определенных в его классе. Следовательно, содержимое переменных в одном объекте может отли чаться от их содержимого в другом объекте. Между обоими объектами не существует никакой связи, за исключением того факта, что они являются объектами одного и того же типа. Так, если имеются два объекта типа Building, то у каждого из них своя ко пия переменных Floors, Area и Occupants, а их содержимое в обоих объектах может отличаться. Этот факт демонстрируется в следующей программе. // В этой программе создаются два объекта типа Building. using System; class Building { public int Floors; // количество этажей public int Area; // общая площадь здания public int Occupants; // количество жильцов } // В этом классе объявляются два объекта типа Building. class BuildingDemo { static void Main { Building house = new Building; Building office = new Building; int areaPP; // площадь на одного человека // Присвоить значения полям в объекте house. house.Occupants = 4; house.Area = 2500; house.Floors = 2; // Присвоить значения полям в объекте office. office.Occupants = 25; office.Area = 4200; office.Floors = 3; // Вычислить площадь на одного человека в жилом доме. areaPP = house.Area / house.Occupants; Console.WriteLine("Дом имеет\n " + house.Floors + " этажа\n " + house.Occupants + " жильца\n " + house.Area + " кв. футов общей площади, из них\n " + areaPP + " приходится на одного человека"); // Вычислить площадь на одного человека в учреждении. areaPP = office.Area / office.Occupants; Console.WriteLine("Учреждение имеет:\n " + office.Floors + "
этажа\n " + office.Occupants + " работников\n " + office.Area + " кв. футов общей площади, из них\n " + areaPP + " приходится на одного человека"); } }Ниже приведен результат выполнения этой программы. Дом имеет: 2 этажа 4 жильца 2500 кв. футов общей площади, из них 625 приходится на одного человека Учреждение имеет: 3 этажа 25 работников 4200 кв. футов общей площади, из них 168 приходится на одного человека
Как видите, данные из объекта house полностью отделены от данных, содержащих ся в объекте office. Эта ситуация наглядно показана на рис. 6.1.
Рис. 6.1. Переменные экземпляра одного объекта полностью отделены от переменных экземпляра другого объекта Создание объектов
В предыдущих примерах программ для объявления объекта типа Building ис пользовалась следующая строка кода. Building house = new Building!);
Эта строка объявления выполняет три функции. Во-первых, объявляется перемен ная house, относящаяся к типу класса Building. Сама эта переменная не является объектом, а лишь переменной, которая может ссылаться на объект. Во-вторых, соз дается конкретная, физическая, копия объекта. Это делается с помощью оператора new. И наконец, переменной house присваивается ссылка на данный объект. Таким образом, после выполнения анализируемой строки объявленная переменная house ссылается на объект типа Building.
Оператор new динамически (т.е. во время выполнения) распределяет память для объ екта и возвращает ссылку на него, которая затем сохраняется в переменной. Следова тельно, в C# для объектов всех классов должна быть динамически распределена память.
Как и следовало ожидать, объявление переменной house можно отделить от созда ния объекта, на который она ссылается, следующим образом. Building house; // объявить ссылку на объект house = new Building; // распределить память для объекта типа Building
В первой строке объявляется переменная house в виде ссылки на объект типа Building. Следовательно, house — это переменная, которая может ссылаться на объ ект, хотя сама она не является объектом. А во второй строке создается новый объект типа Building, и ссылка на него присваивается переменной house. В итоге перемен ная house оказывается связанной с данным объектом.
То обстоятельство, что объекты классов доступны по ссылке, объясняет, почему классы называются ссылочными типами. Главное отличие типов значений от ссылочных типов заключается в том, что именно содержит переменная каждого из этих типов. Так, переменная типа значения содержит конкретное значение. Например, во фраг менте кода int х; х = 10;
переменная х содержит значение 10, поскольку она относится к типу int, который является типом значения. Но в строке Building house = new Building;
переменная house содержит не сам объект, а лишь ссылку на него. Переменные ссылочного типа и присваивание
В операции присваивания переменные ссылочного типа действуют иначе, чем пе ременные типа значения, например типа int. Когда одна переменная типа значения присваивается другой, ситуация оказывается довольно простой. Переменная, находя щаяся в левой части оператора присваивания, получает копию значения переменной, находящейся в правой части этого оператора. Когда же одна переменная ссылки на объект присваивается другой, то ситуация несколько усложняется, поскольку такое присваивание приводит к тому, что переменная, находящаяся в левой части оператора присваивания, ссылается на тот же самый объект, на который ссылается переменная, находящаяся в правой части этого оператора. Сам же объект не копируется. В силу этого отличия присваивание переменных ссылочного типа может привести к несколь ко неожиданным результатам. В качестве примера рассмотрим следующий фрагмент кода. Building house1 = new Building; Building house2 = house1;
На первый взгляд, переменные house1 и house2 ссылаются на совершенно разные объекты, но на самом деле это не так. Переменные house1 и house2, напротив, ссы лаются на один и тот же объект. Когда переменная house1 присваивается переменой house2, то в конечном итоге переменная house2 просто ссылается на тот же самый объ ект, что и переменная house1. Следовательно, этим объектом можно оперировать с по мощью переменной house1 или house2. Например, после очередного присваивания house1.Area = 2600;
оба метода WriteLine Console.WriteLine(house1.Area); Console.WriteLine(house2.Area);
выводят одно и то же значение: 2600.
Несмотря на то что обе переменные, house1 и house2, ссылаются на один и тот же объект, они никак иначе не связаны друг с другом. Например, в результате следующей последовательности операций присваивания просто изменяется объект, на который ссылается переменная house2. Building house1 = new Building; Building house2 = house1; Building house3 = new Building; house2 = house3; // теперь обе переменные, house2 и house3, // ссылаются на один и тот же объект.