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.
После выполнения этой последовательности операций присваивания перемен ная house2 ссылается на тот же самый объект, что и переменная house3. А ссылка на объект в переменной house1 не меняется. Методы
Как пояснялось выше, переменные экземпляра и методы являются двумя основны ми составляющими классов. До сих пор класс Building, рассматриваемый здесь в каче стве примера, содержал только данные, но не методы. Хотя классы, содержащие только данные, вполне допустимы, у большинства классов должны быть также методы. Методы представляют собой подпрограммы, которые манипулируют данными, определенны ми в классе, а во многих случаях они предоставляют доступ к этим данным. Как прави ло, другие части программы взаимодействуют с классом посредством его методов.
Метод состоит из одного или нескольких операторов. В грамотно написанном коде C# каждый метод выполняет только одну функцию. У каждого метода имеется свое имя, по которому он вызывается. В общем, методу в качестве имени можно присвоить любой действительный идентификатор. Следует, однако, иметь в виду, что идентифи катор Main() зарезервирован для метода, с которого начинается выполнение програм мы. Кроме того, в качестве имен методов нельзя использовать ключевые слова С#.
В этой книге методы именуются в соответствии с условными обозначениями, при нятыми в литературе по С#. В частности, после имени метода следуют круглые скобки. Так, если методу присвоено имя GetVal, то в тексте книги он упоминается в следую щем виде: GetVal(). Такая форма записи помогает отличать имена методов от имен переменных при чтении книги.
Ниже приведена общая форма определения метода: доступ возращаемый_тип имя(список_параметров) { // тело метода }
где доступ — это модификатор доступа, определяющий те части программы, из ко торых может вызываться метод. Как пояснялось выше, указывать модификатор досту па необязательно. Но если он отсутствует, то метод оказывается закрытым (private) в пределах того класса, в котором он объявляется. Мы будем пока что объявлять методы открытыми (public), чтобы вызывать их из любой другой части кода в программе. За тем возращаемыйтип обозначает тип данных, возвращаемых методом. Этот тип должен быть действительным, в том числе и типом создаваемого класса. Если метод не возвра щает значение, то в качестве возвращаемого для него следует указать тип void. Далее имя обозначает конкретное имя, присваиваемое методу. В качестве имени метода может служить любой допустимый идентификатор, не приводящий к конфликтам в текущей области объявлений. И наконец, списокпараметров — это последовательность пар, со стоящих из типа и идентификатора и разделенных запятыми. Параметры представляют собой переменные, получающие значение аргументов, передаваемых методу при его вы зове. Если у метода отсутствуют параметры, то список параметров оказывается пустым. Добавление метода в класс Building
Как пояснялось выше, методы класса, как правило, манипулируют данными класса и предоставляют доступ к ним. С учетом этого напомним, что в приведенных выше примерах в методе Main() вычислялась площадь на одного человека путем деления общей площади здания на количество жильцов. И хотя такой способ формально счи тается правильным, на самом деле он оказывается далеко не самым лучшим для орга низации подобного вычисления. Площадь на одного человека лучше всего вычислять в самом классе Building, просто потому, что так легче понять сам характер вычисле ния. Ведь площадь на одного человека зависит от значений в полях Area и Occupants, инкапсулированных в классе Building. Следовательно, данное вычисление может быть вполне произведено в самом классе Building. Кроме того, вводя вычисление площади на одного человека в класс Building, мы тем самым избавляем все програм мы, пользующиеся классом Building, от необходимости выполнять это вычисление самостоятельно. Благодаря этому исключается ненужное дублирование кода. И нако нец, добавление в класс Building метода, вычисляющего площадь на одного человека, способствует улучшению его объектно-ориентированной структуры, поскольку вели чины, непосредственно связанные со зданием, инкапсулируются в классе Building.
Для того чтобы добавить метод в класс Building, достаточно указать его в обла сти объявлений в данном классе. В качестве примера ниже приведен переработанный вариант класса Building, содержащий метод AreaPerPerson(), который выводит площадь, рассчитанную на одного человека в конкретном здании. // Добавить метод в класс Building. using System; class Building { public int Floors; // количество этажей public int Area; // общая площадь здания public int Occupants; // количество жильцов // Вывести площадь на одного человека, public void AreaPerPerson() { Console.WriteLine(" " + Area / Occupants + " приходится на одного человека"); } } // Использовать метод AreaPerPerson(). class BuildingDemo { static void Main() { Building house = new Building(); Building office = new Building(); // 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; Console.WriteLine("Дом имеет:\n " + house.Floors + " этажа\n " + house.Occupants + " жильца\n " + house.Area + "кв. футов общей площади, из них"); house.AreaPerPerson(); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Учреждение имеет:\n " + office.Floors + " этажа\n " + office.Occupants + " работников\n " + office.Area + " кв. футов общей площади, из них"); office.AreaPerPerson(); } }