Ниже приведен пример программы, демонстрирующий конкретное применение дерева выражений. В этой программе сначала создается дерево выражений, данные которого представляют метод, определяющий, является ли одно целое число множи телем другого. Затем это дерево выражений компилируется в исполняемый код. И на конец, в этой программе демонстрируется выполнение скомпилированного кода. // Пример простого дерева выражений. using System; using System.Linq; using System.Linq.Expressions; class SimpleExpTree { static void Main() { // Представить лямбда-выражение в виде данных. Expression<Func<int, int, bool>> IsFactorExp = (n, d) => (d != 0) ? (n % d) == 0 : false; // Скомпилировать данные выражения в исполняемый код. Func<int, int, bool> IsFactor = IsFactorExp.Compile(); // Выполнить выражение. if(IsFactor(10, 5)) Console.WriteLine("Число 5 является множителем 10."); if(!IsFactor (10, 7)) Console.WriteLine("Число 7 не является множителем 10."); Console.WriteLine(); } }
Вот к какому результату приводит выполнение этой программы. Число 5 является множителем 10. Число 7 не является множителем 10.
Данный пример программы наглядно показывает два основных этапа применения дерева выражений. Сначала в ней создается дерево выражений с помощью следующе го оператора. Expression<Func<int, int, bool>> IsFactorExp = (n, d) => (d != 0) ? (n % d) == 0 : false;
В этом операторе конструируется представление лямбда-выражения в оперативной памяти. Как пояснялось выше, это представление доступно по ссылке, присваиваемой делегату IsFactorExp. А в следующем операторе данные выражения преобразуются в исполняемый код. Func<int, int, bool> IsFactor = IsFactorExp.Compile();
После выполнения этого оператора делегат IsFactorExp может быть вызван, что бы определить, является ли одно целое число множителем другого.
Обратите также внимание на то, что <Func<int, int, bool> обозначает тип делегата. В этой форме делегата Func указываются два параметра типа int и воз вращаемый тип bool. В рассматриваемой здесь программе использована именно эта форма делегата Func, совместимая с лямбда-выражениями, поскольку для выраже ния требуются два параметра. Для других лямбда-выражений могут подойти иные формы делегата Func в зависимости от количества требуемых параметров. Вообще говоря, конкретная форма делегата Func должна удовлетворять требованиям лямбда- выражения. Методы расширения
Как упоминалось выше, методы расширения предоставляют средства для расшире ния функций класса, не прибегая к обычному механизму наследования. Методы рас ширения создаются нечасто, поскольку механизм наследования, как правило, пред лагает лучшее решение. Тем не менее знать, как они действуют, никогда не помешает. Ведь они имеют существенное значение для LINQ.
Метод расширения является статическим и поэтому должен быть включен в со став статического, необобщенного класса. Тип первого параметра метода расширения определяет тип объектов, для которых этот метод может быть вызван. Кроме того, первый параметр может быть указан с модификатором this. Объект, для которого вызывается метод расширения, автоматически передается его первому параметру. Он не передается явным образом в списке аргументов. Следует, однако, иметь в виду, что метод расширения может по-прежнему вызываться для объекта аналогично методу экземпляра, несмотря на то, что он объявляется как статический.
Ниже приведена общая форма метода расширения. static возращаемый_тип имя (this тип_вызывающего_объекта ob, список_параметров)
Очевидно, что список_параметров окажется пустым в отсутствие аргументов, за исключением аргумента, неявно передаваемого вызывающим объектом ob. Не следует, однако, забывать, что первым параметром метода расширения является автоматиче ски передаваемый объект, для которого вызывается этот метод. Как правило, метод расширения становится открытым членом своего класса.
В приведенном ниже примере программы создаются три простых метода расширения. // Создать и использовать ряд методов расширения. using System; using System.Globalization; static class MyExtMeths { // Возвратить обратную величину числового значения типа double. public static double Reciprocal(this double v) { return 1.0 / v; } // Изменить на обратный регистр букв в символьной // строке и возвратить результат. public static string RevCase(this string str) { string temp = ""; foreach(char ch in str) { if(Char.IsLower(ch)) temp += Char.ToUpper(ch, CultureInfo. CurrentCulture); else temp += Char.ToLower(ch, CultureInfo.CurrentCulture); } return temp; } // Возвратить абсолютное значение выражения n / d. public static double AbsDivideBy(this double n, double d) { return Math.Abs(n / d); } } class ExtDemo { static void Main() { double val = 8.0; string str = "Alpha Beta Gamma"; // Вызвать метод расширения Reciprocal().. Console.WriteLine("Обратная величина {0} равна {1}", val, val.Reciprocal()); // Вызвать метод расширения RevCase(). Console.WriteLine(str + " после смены регистра: " + str.RevCase()); // Использовать метод расширения AbsDivideBy(). Console.WriteLine("Результат вызова метода val.AbsDivideBy(-2): " + val.AbsDivideBy(-2)); } }
Эта программа дает следующий результат. Обратная величина 8 равна 0.125 Alpha Beta Gamma после смены регистра: aLPHA bЕТА gАММА Результат вызова метода val.AbsDivideBy(-2): 4
В данном примере программы каждый метод расширения содержится в стати ческом классе MyExtMeths. Как пояснялось выше, метод расширения должен быть объявлен в статическом классе. Более того, этот класс должен находиться в области действия своих методов расширения, чтобы ими можно было пользоваться. (Именно поэтому в исходный текст программы следует включить пространство имен System. Linq, так как это дает возможность пользоваться методами расширения, связанными с LINQ.)
Объявленные методы расширения вызываются для объекта таким же образом, как и методы экземпляра. Главное отличие заключается в том, что вызывающий объект передается первому параметру метода расширения. Поэтому при выполнении выра жения val.AbsDivideBy(-2)
объект val передается параметру n метода расширения AbsDivideBy(), а значение -2 — параметру d.
Любопытно, что методы расширения Reciprocal() и AbsDivideBy() могут вполне законно вызываться и для литерала типа double, как показано ниже, посколь ку они определены для этого типа данных. 8.0.Reciprocal() 8.0.AbsDivideBy(-1)
Кроме того, метод расширения RevCase() может быть вызван следующим образом. "AbCDe".RevCase()
В данном случае возвращается строковый литерал с измененным на обратный регистром букв. PLINQ
В версии .NET Framework 4.0 внедрено новое дополнение LINQ под названием PLINQ. Это средство предназначено для поддержки параллельного программирова ния. Оно позволяет автоматически задействовать в запросе несколько доступных про цессоров. Подробнее о PLINQ и других средствах, связанных с параллельным програм мированием, речь пойдет в главе 24.
ГЛАВА 20. Небезопасный код, указатели, обнуляемые типы и разные ключевые слова
В этой главе рассматривается средство языка С#, ко торое обычно захватывает программистов врасплох. Это небезопасный код. В таком коде зачастую ис пользуются указатели. Совместно с небезопасным кодом указатели позволяют разрабатывать на C# приложения, которые обычно связываются с языком C++, высокой про изводительностью и системным кодом. Более того, благода ря включению небезопасного кода и указателей в состав C# в этом языке появились возможности, которые отсутствуют в Java.
В этой главе рассматриваются также обнуляемые типы, определения частичных классов и методов, буферы фикси рованного размера. И в заключение этой главы представ лен ряд ключевых слов, не упоминавшихся в предыдущих главах. Небезопасный код
В C# разрешается писать так называемый "небезопас ный" код. В этом странном на первый взгляд утвержде нии нет на самом деле ничего необычного. Небезопасным считается не плохо написанный код, а такой код, который не может быть выполнен под полным управлением в об щеязыковой исполняющей среде (CLR). Как пояснялось в главе 1, результатом программирования на C# обычно яв ляется управляемый код. Тем не менее этот язык програм мирования допускает написание кода, который не выпол няется под полным управлением в среде CLR. Такой неу правляемый код не подчиняется тем же самым средствам управления и ограничениям, что и управляемый код, и называется он небезопасным потому, что нельзя никак проверить, не выполняет ли он какое-нибудь опасное дей ствие. Следовательно, термин небезопасный совсем не означает, что коду присущи какие-то изъяны. Это просто означает, что код может выполнять действия, которые не подлежат контролю в управляемой среде.
Если небезопасный код может вызвать осложнения, то зачем вообще создавать та кой код? Дело в том, что управляемый код не позволяет использовать указатели. Если у вас имеется некоторый опыт программирования на С или C++, то вам должно быть известно, что указатели представляют собой переменные, предназначенные для хра нения адресов других объектов, т.е. они в какой-то степени похожи на ссылки в С#. Главное отличие указателя заключается в том, что он может указывать на любую об ласть памяти, тогда как ссылка всегда указывает на объект своего типа. Но поскольку указатель способен указывать практически на любую область памяти, то существует большая вероятность его неправильного использования. Кроме того, используя ука затели, легко допустить программные ошибки. Именно поэтому указатели не под держиваются при создании управляемого кода в С#. А поскольку указатели все-таки полезны и необходимы для некоторых видов программирования (например, утилит системного уровня), в C# разрешается создавать и использовать их. Но при этом все операции с указателями должны быть помечены как небезопасные, потому что они выполняются вне управляемой среды.