Ниже приведен еще один, более интересный пример упаковки. В данном случае значение типа int передается в качестве аргумента методу Sqr(), который, в свою очередь, принимает параметр типа object. // Пример упаковки при передаче значения методу. using System; class BoxingDemo { static void Main() { int x; x = 10; Console.WriteLine("Значение x равно: " + x); // значение переменной x автоматически упаковывается // когда оно передается методу Sqr(). х = BoxingDemo.Sqr(х); Console.WriteLine("Значение x в квадрате равно: " + х); } static int Sqr(object о) { return (int)о * (int)о; } }
Вот к какому результату приводит выполнение этого кода. Значение х равно: 10 Значение х в квадрате равно: 100
В данном примере значение переменной х автоматически упаковывается при пере даче методу Sqr().
Упаковка и распаковка позволяют полностью унифицировать систему типов в С#. Благодаря тому что все типы являются производными от класса object, ссылка на значение любого типа может быть просто присвоена переменной ссылочного типа object, а все остальное возьмут на себя упаковка и распаковка. Более того, методы класса object оказываются доступными всем типам, поскольку они являются про изводными от этого класса. В качестве примера рассмотрим довольно любопытную программу. // Благодаря упаковке становится возможным вызов методов по значению! using System; class MethOnValue { static void Main() { Console.WriteLine(10.ToString()); } }
В результате выполнения этой программы выводится значение 10. Дело в том, что метод ToString() возвращает строковое представление объекта, для которого он вы зывается. В данном случае строковым представлением значения 10 как вызывающего объекта является само значение 10! Класс object как универсальный тип данных
Если object является базовым классом для всех остальных типов и упаковка зна чений простых типов происходит автоматически, то класс object можно вполне ис пользовать в качестве "универсального" типа данных. Для примера рассмотрим про грамму, в которой сначала создается массив типа object, элементам которого затем присваиваются значения различных типов данных. // Использовать класс object для создания массива "обобщенного" типа. using System; class GenericDemo { static void Main() { object[] ga = new object[10]; // Сохранить целые значения. for(int i=0; i < 3; i++) ga[i] = i; // Сохранить значения типа double. for(int i=3; i < 6; i++) ga[i] = (double) i / 2; // Сохранить две строки, а также значения типа bool и char. ga[6] = "Привет"; ga[7] = true; ga[8] = 'X'; ga[9] = "Конец"; for (int i = 0; i < ga.Length; i++) Console.WriteLine("ga[" + i + "]: " + ga[i] + " "); } }
Выполнение этой программы приводит к следующему результату. да[0] : 0 да[1] : 1 да[2]: 2 да[3]: 1.5 да[4]: 2 да[5]: 2.5 да[6]: Привет да[7]: True да[8]: X да[9]: Конец
Как показывает данный пример, по ссылке на объект класса object можно обра щаться к данным любого типа, поскольку в переменной ссылочного типа object до пускается хранить ссылку на данные всех остальных типов. Следовательно, в массиве типа object из рассматриваемого здесь примера можно сохранить данные практиче ски любого типа. В развитие этой идеи можно было бы, например, без особого труда создать класс стека со ссылками на объекты класса object. Это позволило бы хранить в стеке данные любого типа.
Несмотря на то что универсальный характер класса object может быть довольно эффективно использован в некоторых ситуациях, было бы ошибкой думать, что с по мощью этого класса стоит пытаться обойти строго соблюдаемый в C# контроль типов. Вообще говоря, целое значение следует хранить в переменной типа int, строку — в пе ременной ссылочного типа string и т.д.
А самое главное, что начиная с версии 2.0 для программирования на C# стали до ступными подлинно обобщенные типы данных — обобщения (более подробно они рассматриваются в главе 18). Внедрение обобщений позволило без труда определять классы и алгоритмы, автоматически обрабатывающие данные разных типов, соблюдая типовую безопасность. Благодаря обобщениям отпала необходимость пользоваться классом object как универсальным типом данных при создании нового кода. Уни версальный характер этого класса лучше теперь оставить для применения в особых случаях.
ГЛАВА 12. Интерфейсы, структуры и перечисления
В этой главе рассматривается одно из самых важных в C# средств: интерфейс, определяющий ряд методов для реализации в классе. Но поскольку в самом ин терфейсе ни один из методов не реализуется, интерфейс представляет собой чисто логическую конструкцию, опи сывающую функциональные возможности без конкретной их реализации. Кроме того, в этой главе представлены еще два типа данных С#: структуры и перечисления. Структуры подоб ны классам, за исключением того, что они трактуются как типы значений, а не ссылочные типы. А перечисления пред ставляют собой перечни целочисленных констант. Струк туры и перечисления расширяют богатый арсенал средств программирования на С#. Интерфейсы
Иногда в объектно-ориентированном программиро вании полезно определить, что именно должен делать класс, но не как он должен это делать. Примером тому мо жет служить упоминавшийся ранее абстрактный метод. В абстрактном методе определяются возвращаемый тип и сигнатура метода, но не предоставляется его реализация. А в производном классе должна быть обеспечена своя соб ственная реализация каждого абстрактного метода, опреде ленного в его базовом классе. Таким образом, абстрактный метод определяет интерфейс, но не реализацию метода. Ко нечно, абстрактные классы и методы приносят известную пользу, но положенный в их основу принцип может быть развит далее. В C# предусмотрено разделение интерфейса класса и его реализации с помощью ключевого слова interface.
С точки зрения синтаксиса интерфейсы подобны абстрактным классам. Но в интер фейсе ни у одного из методов не должно быть тела. Это означает, что в интерфейсе во обще не предоставляется никакой реализации. В нем указывается только, что именно следует делать, но не как это делать. Как только интерфейс будет определен, он может быть реализован в любом количестве классов. Кроме того, в одном классе может быть реализовано любое количество интерфейсов.
Для реализации интерфейса в классе должны быть предоставлены тела (т.е. кон кретные реализации) методов, описанных в этом интерфейсе. Каждому классу предо ставляется полная свобода для определения деталей своей собственной реализации интерфейса. Следовательно, один и тот же интерфейс может быть реализован в двух классах по-разному. Тем не менее в каждом из них должен поддерживаться один и тот же набор методов данного интерфейса. А в том коде, где известен такой интерфейс, могут использоваться объекты любого из этих двух классов, поскольку интерфейс для всех этих объектов остается одинаковым. Благодаря поддержке интерфейсов в C# мо жет быть в полной мере реализован главный принцип полиморфизма: один интер фейс — множество методов.
Интерфейсы объявляются с помощью ключевого слова interface. Ниже приведе на упрощенная форма объявления интерфейса. interface имя{ возвращаемый_тип имя_метода1(список_параметров); возвращаемый_тип имя_метода2(список_параметров); // ... возвращаемый_тип имя_методаN{список_параметров); }
где имя — это конкретное имя интерфейса. В объявлении методов интерфейса ис пользуются только их возвращаемый_тип и сигнатура. Они, по существу, являются абстрактными методами. Как пояснялось выше, в интерфейсе не может быть никакой реализации. Поэтому все методы интерфейса должны быть реализованы в каждом классе, включающем в себя этот интерфейс. В самом же интерфейсе методы неявно считаются открытыми, поэтому доступ к ним не нужно указывать явно.
Ниже приведен пример объявления интерфейса для класса, генерирующего по следовательный ряд чисел. public interface ISeries { int GetNext(); // возвратить следующее по порядку число void Reset(); // перезапустить void SetStart(int х); // задать начальное значение }
Этому интерфейсу присваивается имя ISeries. Префикс I в имени интерфейса указывать необязательно, но это принято делать в практике программирования, чтобы как-то отличать интерфейсы от классов. Интерфейс ISeries объявляется как public и поэтому может быть реализован в любом классе какой угодно программы.
Помимо методов, в интерфейсах можно также указывать свойства, индексаторы и события. Подробнее о событиях речь пойдет в главе 15, а в этой главе основное вни мание будет уделено методам, свойствам и индексаторам. Интерфейсы не могут со держать члены данных. В них нельзя также определить конструкторы, деструкторы или операторные методы. Кроме того, ни один из членов интерфейса не может быть объявлен как static. Реализация интерфейсов
Как только интерфейс будет определен, он может быть реализован в одном или не скольких классах. Для реализации интерфейса достаточно указать его имя после име ни класса, аналогично базовому классу. Ниже приведена общая форма реализации интерфейса в классе. class имя_класса : имя_интерфейса { // тело класса }
где имя_интерфейса — это конкретное имя реализуемого интерфейса. Если уж ин терфейс реализуется в классе, то это должно быть сделано полностью. В частности, реализовать интерфейс выборочно и только по частям нельзя.
В классе допускается реализовывать несколько интерфейсов. В этом случае все реа лизуемые в классе интерфейсы указываются списком через запятую. В классе можно наследовать базовый класс и в тоже время реализовать один или более интерфейс. В таком случае имя базового класса должно быть указано перед списком интерфейсов, разделяемых запятой.
Методы, реализующие интерфейс, должны быть объявлены как public. Дело в том, что в самом интерфейсе эти методы неявно подразумеваются как открытые, поэтому их реализация также должна быть открытой. Кроме того, возвращаемый тип и сигнатура реализуемого метода должны точно соответствовать возвращаемому типу и сигнатуре, указанным в определении интерфейса.