// Использовать статическую фабрику класса. using System;
class MyClass { int a, b; // Создать фабрику для класса MyClass. static public MyClass Factory(int i, int j) { MyClass t = new MyClass(); t.a = i; t.b = j; return t; // возвратить объект } public void Show() { Console.WriteLine("а и b: " + a + " " + b); } }
class MakeObjects { static void Main() { int i, j; // Сформировать объекты, используя фабрику. for(i=0, j=10; i < 10; i++, j--) { MyClass ob = MyClass.Factory(i, j); // создать объект ob.Show(); } Console.WriteLine(); } } В этом варианте программы фабричный метод Factory() вызывается по имени его класса в следующей строке кода.
MyClass ob = MyClass.Factory(i, j); // создать объект Теперь нет необходимости создавать объект класса MyClass, перед тем как пользо ваться фабрикой этого класса. ### Статические конструкторы Конструктор можно также объявить как static. Статический конструктор, как правило, используется для инициализации компонентов, применяемых ко всему классу, а не к отдельному экземпляру объекта этого класса. Поэтому члены класса инициализируются статическим конструктором до создания каких-либо объектов этого класса. Ниже приведен простой пример применения статического конструктора.
// Применить статический конструктор. using System;
class Cons { public static int alpha; public int beta; // Статический конструктор. static Cons() { alpha = 99; Console.WriteLine("В статическом конструкторе."); } // Конструктор экземпляра. public Cons() { beta = 100; Console.WriteLine("В конструкторе экземпляра."); } }
class ConsDemo { static void Main() { Cons ob = new Cons(); Console.WriteLine("Cons.alpha: " + Cons.alpha); Console.WriteLine("ob.beta: " + ob.beta); } } При выполнении этого кода получается следующий результат.
В статическом конструкторе. В конструкторе экземпляра. Cons.alpha: 99 ob.beta: 100 Обратите внимание на то, что конструктор типа static вызывается автоматически, когда класс загружается впервые, причем до конструктора экземпляра. Из этого мож но сделать более общий вывод: статический конструктор должен выполняться до лю бого конструктора экземпляра. Более того, у статических конструкторов отсутствуют модификаторы доступа — они пользуются доступом по умолчанию, а следовательно, их нельзя вызывать из программы. ## Статические классы Класс можно объявлять как static. Статический класс обладает двумя основны ми свойствами. Во-первых, объекты статического класса создавать нельзя. И во-вторых, статический класс должен содержать только статические члены. Статический класс создается по приведенной ниже форме объявления класса, видоизмененной с помо щью ключевого слова static.
static class имя_класса { // ... В таком классе все члены должны быть объявлены как static. Ведь если класс ста новится статическим, то это совсем не означает, что статическими становятся и все его члены. Статические классы применяются главным образом в двух случаях. Во-первых, статический класс требуется при создании метода расширения. Методы расширения связаны в основном с языком LINQ и поэтому подробнее рассматриваются в главе 19. И во-вторых, статический класс служит для хранения совокупности связанных друг с другом статических методов. Именно это его применение и рассматривается ниже. В приведенном ниже примере программы класс NumericFn типа static слу жит для хранения ряда статических методов, оперирующих числовым значением. А поскольку все члены класса NumericFn объявлены как static, то этот класс также объявлен как static, чтобы исключить получение экземпляров его объектов. Таким образом, класс NumericFn выполняет организационную роль, предоставляя удобные средства для группирования логически связанных методов.
// Продемонстрировать применение статического класса. using System;
static class NumericFn { // Возвратить обратное числовое значение. static public double Reciprocal(double num) { return 1/num; } // Возвратить дробную часть числового значения. static public double FracPart(double num) { return num - (int) num; } // Возвратить логическое значение true, если числовое // значение переменной num окажется четным. static public bool IsEven(double num) { return (num % 2) == 0 ? true : false; } // Возвратить логическое значение true, если числовое // значение переменной num окажется нечетным. static public bool IsOdd(double num) { return !IsEven(num); } }
class StaticClassDemo { static void Main() { Console.WriteLine("Обратная величина числа 5 равна " + NumericFn.Reciprocal(5.0)); Console.WriteLine("Дробная часть числа 4.234 равна " + NumericFn.FracPart(4.234)); if(NumericFn.IsEven(10)) Console.WriteLine("10 — четное число."); if (NumericFn.IsOdd(5)) Console.WriteLine("5 — нечетное число."); // Далее следует попытка создать экземпляр объекта класса NumericFn, // что может стать причиной появления ошибки. // NumericFn ob = new NumericFn(); // Ошибка! } } Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.
Обратная величина числа 5 равна 0.2 Дробная часть числа 4.234 равна 0.234 10 — четное число. 5 — нечетное число. ``` Обратите внимание на то, что последняя строка приведенной выше про граммы закомментирована. Класс NumericFn является статическим, и поэтому любая попытка создать объект этого класса может привести к ошибке во время компиляции. Ошибкой будет также считаться попытка сделать нестатическим член класса NumericFn.
И последнее замечание: несмотря на то, что для статического класса не допускается наличие конструктора экземпляра, у него может быть статический конструктор.
ГЛАВА 9. Перегрузка операторов
В языке C# допускается определять назначение опе ратора по отношению к создаваемому классу. Этот процесс называется перегрузкой операторов. Благода ря перегрузке расширяется сфера применения оператора в классе. При этом действие оператора полностью контро лируется и может меняться в зависимости от конкретного класса. Например, оператор + может использоваться для ввода объекта в связный список в одном классе, где опреде ляется такой список, тогда как в другом классе его назначе ние может оказаться совершенно иным.
Когда оператор перегружается, ни одно из его первона чальных назначений не теряется. Он просто выполняет еще одну, новую операцию относительно конкретного объекта. Поэтому перегрузка оператора +, например, для обработ ки связного списка не меняет его назначение по отношению к целым числам, т.е. к их сложению.
Главное преимущество перегрузки операторов заключа ется в том, что она позволяет плавно интегрировать класс нового типа в среду программирования. Подобного рода расширяемость типов является важной составляющей эффективности такого объектно-ориентированного языка программирования, как С#. Как только для класса опреде ляются операторы, появляется возможность оперировать объектами этого класса, используя обычный синтаксис вы ражений в С#. Перегрузка операторов является одной из самых сильных сторон языка С#. Основы перегрузки операторов
Перегрузка операторов тесно связана с перегрузкой методов. Для перегрузки опе ратора служит ключевое слово operator, определяющее операторный метод, который, в свою очередь, определяет действие оператора относительно своего класса.
Существуют две формы операторных методов (operator): одна — для унарных операторов, другая — для бинарных. Ниже приведена общая форма для каждой раз новидности этих методов. // Общая форма перегрузки унарного оператора. public static возвращаемый_тип operator op(тип_параметра операнд) { // операции } // Общая форма перегрузки бинарного оператора. public static возвращаемый_тип operator op(тип_параметра1 операнд1, тип_параметра1 операнд2) { // операции }
Здесь вместо ор подставляется перегружаемый оператор, например + или /; а воз вращаемый_тип обозначает конкретный тип значения, возвращаемого указанной опе рацией. Это значение может быть любого типа, но зачастую оно указывается такого же типа, как и у класса, для которого перегружается оператор. Такая корреляция упро щает применение перегружаемых операторов в выражениях. Для унарных операторов операнд обозначает передаваемый операнд, а для бинарных операторов то же самое обозначают операнд1 и операнд2. Обратите внимание на то, что операторные мето ды должны иметь оба типа, public и static.
Тип операнда унарных операторов должен быть таким же, как и у класса, для ко торого перегружается оператор. А в бинарных операторах хотя бы один из операндов должен быть такого же типа, как и у его класса. Следовательно, в C# не допускается перегрузка любых операторов для объектов, которые еще не были созданы. Например, назначение оператора + нельзя переопределить для элементов типа int или string. И еще одно замечание: в параметрах оператора нельзя использовать модификатор ref или out. Перегрузка бинарных операторов
Для того чтобы продемонстрировать принцип действия перегрузки операторов, начнем с простого примера, в котором перегружаются два оператора — + и -. В при веденной ниже программе создается класс ThreeD, содержащий координаты объекта в трехмерном пространстве. Перегружаемый оператор + складывает отдельные коор динаты одного объекта типа ThreeD с координатами другого. А перегружаемый опе ратор - вычитает координаты одного объекта из координат другого. // Пример перегрузки бинарных операторов. using System; // Класс для хранения трехмерных координат. class ThreeD { int х, у, z; // трехмерные координаты public ThreeD() { х = у = z = 0; } public ThreeD(int i, int j, int k) { x = i; у = j; z = k; } // Перегрузить бинарный оператор +. public static ThreeD operator +(ThreeD op1, ThreeD op2) { ThreeD result = new ThreeD(); /* Сложить координаты двух точек и возвратить результат. */ result.х = op1.x + ор2.х; // Эти операторы выполняют result.у = op1.y + ор2.у; // целочисленное сложение, result.z = op1.z + op2.z; // сохраняя свое исходное назначение. return result; } // Перегрузить бинарный оператор -. public static ThreeD operator -(ThreeD op1, ThreeD op2) { ThreeD result = new ThreeD(); /* Обратите внимание на порядок следования операндов: op1 — левый операнд, а ор2 — правый операнд. */ result.х = op1.x - ор2.х; // Эти операторы result.у = op1.y - ор2.у; // выполняют целочисленное result.z = op1.z - op2.z; // вычитание return result; } // Вывести координаты X, Y, Z. public void Show() { Console.WriteLine(x + ", " + у + ", " + z); } } class ThreeDDemo { static void Main() { ThreeD a = new ThreeD(1, 2, 3); ThreeD b = new ThreeD(10, 10, 10); ThreeD c; Console.Write("Координаты точки a: "); a.Show(); Console.WriteLine(); Console.Write("Координаты точки b: "); b.Show(); Console.WriteLine(); с = а + b; // сложить координаты точек а и b Console.Write("Результат сложения а + b: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = а + b + с; // сложить координаты точек а, b и с Console.Write("Результат сложения а + b + с: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = с - а; // вычесть координаты точки а Console.Write("Результат вычитания с - а: "); с.Show(); Console.WriteLine(); с = с - b; // вычесть координаты точки b Console.Write("Результат вычитания с - b: "); с.Show(); Console.WriteLine(); } }