Створення класу-прототипу

Мова C# дозволяє створювати власні класи-прототипи і їх різновиди - інтерфейси, структури, делегати і події, а також узагальнені (generic) методи звичайних класів.

Розглянемо створення класу-прототипу на прикладі стека, приведеному в специфікації С#. Параметр типу даних, які зберігаються в стеку, указується в кутових дужках після імені класу, а потім використовується таким же чином, як і звичайні типи:

public class Stack<T>

{

Т[] items:

int count;

public void Push(T item){...} // переміщення в стек

public T Pop() {... } // витягання із стека

}

При використанні цього класу на місце параметра Т підставляється реальний тип, наприклад int:

Stack<int> stack = new Stack<int>();

stack.Push(3);

int x = stack.Pop();

Тип Stack<int> називається сконструйованим типом (constructed type). Цей тип створюється під час виконання програми при його першій згадці в програмі. Якщо в програмі зустрінеться клас Stack з іншим значущим типом, наприклад doublе, середовище виконання створить іншу копію коду для цього типу. Навпаки, для всіх посилальних типів буде використана одна і та ж копія коду, оскільки робота з покажчиками на різні типи виконується однаковим чином. Клас-прототип може містити довільну кількість параметрів типу. Для кожного з них можуть бути задані обмеження (constraints), вказуючи, яким вимогам повинен задовольняти аргумент, відповідний цьому параметру, наприклад, може бути вказано, що це має бути значущий тип або тип, який реалізує деякий інтерфейс.

Синтаксично обмеження задаються після ключового слова where, наприклад:

public class Stack<T>

where T: struct

{... }

Тут за допомогою слова struct записано обмеження, що елементи стека мають бути значущого типу. Для посилального типу вживається ключове слово class. Для кожного типу, класу, що є параметром, може бути задано один рядок обмежень, який може включати один клас, а за ним - довільна кількість інтерфейсів, що перераховуються через кому.

Вказівка як обмеження імені класу означає, що відповідний аргумент може бути ім'ям або цього класу, або його нащадка. Вказівка імені інтерфейсу означає, що тип-аргумент повинен реалізовувати даний інтерфейс - це дозволяє використовувати усередині класу-прототипу, наприклад, операції по перерахуванню елементів, їх порівнянню і тому подібне.

Окрім класу і інтерфейсів в обмеженнях можна задати вимогу, щоб тип-аргумент мав конструктор за умовчанням без параметрів, що дозволяє створювати об'єкти цього типу в тілі методів класу-прототипу. Ця вимога записується у вигляді виразу new(), наприклад:

public class EntityTable<К, Е>

where К: IComparable<K>, IPersistable

where E: Entity. new()

{

public void Add(К key. E entity)

{ …

if (key.CompareTo(x) < 0) { ... }

…

}

}

В даному прикладі на перший аргумент класу Entitytable накладаються два обмеження по інтерфейсах, а для другого аргументу задано, що він може бути тільки класом Entity або його нащадком і мати конструктор без параметрів.

Завдання обмежень дозволяє компілятору виконувати більш строгий контроль типів і, таким чином, уникнути багатьох помилок, які інакше виявилися б тільки під час виконання програми.

Для завдання типізованим елементам класу-прототипу значень за умовчанням використовується ключове слово default. При цьому елементам посилального типу привласнюється null, а елементам значущого типу - 0.

13.6. Узагальнені методи

Іноді зручно мати окремий метод, який параметризується яким-небудь типом даних. Розглянемо цей випадок на прикладі методу сортування.

Відомо, що “самого кращого” алгоритму сортування не існує. Стандартні методи сортування реалізують алгоритми, які хороші для більшості застосувань, але не для всіх, тому може виникнути необхідність реалізувати власний метод.

У лістингу 13.4 приведений приклад сортування методом вибору. Алгоритм полягає в тому, що спочатку вибирається найменший елемент масиву і міняється місцями з першим елементом, потім є видимими елементи, починаючи з другого, і найменший з них міняється місцями з другим елементом, і т. д., всього n - 1 раз. На останньому проході циклу при необхідності міняються місцями попередній і наступний елементи масиву.

Лістинг 13.4. Сортування вибором

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Text;

namespace ConsoleApplicationl

{

class Program

{

static void Sort<T> (ref T[] a) // 1

where T: IComparable<T> // 2

{

T buf;

int n = a.Length;

for (int i = 0; i < n - 1; ++i)

{

int im = i;

for (int j = i + 1; j < n; ++j)

if (a[j].CompareTo(a[im]) < 0) im = j; //3

buf = a[i]; a[i] = a[im]; a[im] = buf;

}

}

static void Main()

{

int[] a = {1, 6, 4, 2, 7, 5, 3 };

Sort<int>(ref a); // 4

foreach (int elem in a) Console.WriteLine(elem);

double[] b = { 1.1, 5.2, 5.21, 2, 7, 6, 3 };

Sort(ref b); // 5

foreach (double elem in b) Console.WriteLine(elem);

string[] s = { "qwe", "qwer", "df", "asd" };

Sort(ref s); // 6

foreach (string elem in s) Console.WriteLine(elem);

}

}

}

Параметризовані типи і методи дозволяють:

· описувати способи зберігання і алгоритми обробки даних незалежно від типів даних;

· виконувати контроль типів під час компіляції, а не виконання програми;

· збільшити швидкість обробки даних за рахунок виключення операцій упаковки, розпаковування і перетворення типу.

Як уже згадувалося, окрім класів-прототипів і узагальнених методів можна описати параметризовані інтерфейси, структури і делегати.

За допомогою параметризованих інтерфейсів можна визначити список функцій, які можуть бути реалізовані різним чином для різних класів, що реалізовують ці інтерфейси. Параметризовані інтерфейси можна реалізовувати в класі-прототипі, використовуючи як аргументи інтерфейсу параметри типу, що реалізовує інтерфейс, або в звичайному класі, підставляючи як параметри інтерфейса конкретні типи.

Параметризуючі делегати, дозволяють створювати узагальнені алгоритми, логіку яких можна змінювати передаючими параметри.

13.7. Часткові типи

Надається можливість розбивати опис типу на частини і зберігати їх в різних фізичних файлах, створюючи так звані часткові типи (partial types). Це необхідно для класів великого об'єму або, що актуальніше, для відділення частини коду з програми, яка написана вручну. Крім того, така можливість полегшує відладку програми, дозволяючи відокремити відлагоджені частини класу від нових.

Для опису окремої частини типу використовується модифікатор partial. Він може застосовуватися до класів, структур і інтерфейсів, наприклад:

public partial class А

{

…

}

public partial class A

{

…

}

Після сумісної компіляції цих двох частин виходить такий же код, неначебто клас був описаний звичайним способом. Всі частини одного і того ж часткового типу повинні компілюватися одночасно.

Модифікатор partial не є ключовим словом і повинен стояти безпосередньо перед одним з ключових слів class, struct або interface в кожній з частин. Всі частини визначення одного класу мають бути описані в одному і тому ж просторі імен.

Якщо модифікатор partial указується для типу, опис якого складається тільки з однієї частини, це не є помилкою.

Модифікатори доступу для всіх частин типу мають бути узгодженими. Якщо хоч би одна з частин містить модифікатор abstract або sealed, клас вважається відповідно абстрактним або безплідним.

Клас-прототип також може оголошуватися по частинах, в цьому випадку у всіх частинах мають бути присутніми одні і ті ж параметри типу з одними і тими ж обмеженнями.

Якщо частковий тип є спадкоємцем декількох інтерфейсів, в кожній частині не потрібно перераховувати всі інтерфейси: зазвичай в одній частині оголошується один інтерфейс і описується його реалізація, в іншій частині - інший інтерфейс і так далі. Набором базових інтерфейсів для типу, оголошеного в декількох частинах, є об'єднання базових інтерфейсів, визначених в кожній частині.

Дата добавления: 2014-12-27