Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

Обобщения безопасны в отношении типов, потому что могут содержать только объекты указанного типа.

• Обобщения значительно сокращают потребность в специальных типах коллекций, поскольку при создании обобщенного контейнера указывается "вид типа".

Роль параметров обобщенных типов

Обобщенные классы, интерфейсы, структуры и делегаты вы можете обнаружить повсюду в библиотеках базовых классов .NET Core, и они могут быть частью любого пространства имен .NET Core. Кроме того, имейте в виду, что применение обобщений далеко не ограничивается простым определением класса коллекции. Разумеется, в оставшихся главах книги вы встретите случаи использования многих других обобщений для самых разных целей.

На заметку! Обобщенным образом могут быть записаны только классы, структуры, интерфейсы и делегаты, но не перечисления.

Глядя на обобщенный элемент в документации по .NET Core или в браузере объектов Visual Studio, вы заметите пару угловых скобок с буквой или другой лексемой внутри. На рис. 10.1 показано окно браузера объектов Visual Studio, в котором отображается набор обобщенных элементов из пространства имен System.Collections.Generic, включающий выделенный класс List<T>.

Формально эти лексемы называются параметрами типа, но в более дружественных к пользователю терминах на них можно ссылаться просто как на заполнители. Конструкцию <Т> можно читать как "типа Т". Таким образом, IEnumerable<T> можно прочитать как "IEnumerable типа Т".

На заметку! Имя параметра типа (заполнитель) роли не играет и зависит от предпочтений разработчика, создавшего обобщенный элемент. Однако обычно имя T применяется для представления типов, ТКеу или К — для представления ключей и TValue или V — для представления значений.

Когда вы создаете обобщенный объект, реализуете обобщенный интерфейс или вызываете обобщенный член, на вас возлагается обязанность по предоставлению значения для параметра типа. Многочисленные примеры вы увидите как в этой главе, так и в остальных материалах книги. Тем не менее, для начала рассмотрим основы взаимодействия с обобщенными типами и членами.

Указание параметров типа для обобщенных классов и структур

При создании экземпляра обобщенного класса или структуры вы указываете параметр типа, когда объявляете переменную и когда вызываете конструктор. Как было показано в предыдущем фрагменте кода, в методе UseGenericList() определены два объекта List<T>:

// Этот объект List<> может хранить только объекты Person.

List<Person> morePeople = new List<Person>();

// Этот объект List<> может хранить только целые числа.

List<int> moreInts = new List<int>();

Первую строку приведенного выше кода можно трактовать как "список List<> объектов Т, где Т — тип Person" или более просто как "список объектов действующих лиц". После указания параметра типа обобщенного элемента изменить его нельзя (помните, что сущностью обобщений является безопасность в отношении типов). Когда параметр типа задается для обобщенного класса или структуры, все вхождения заполнителя (заполнителей) заменяются предоставленным значением.

Если вы просмотрите полное объявление обобщенного класса List<T> в браузере объектов Visual Studio, то заметите, что заполнитель Т используется в определении повсеместно. Ниже приведен частичный листинг:

// Частичное определение класса List<T>.

namespace System.Collections.Generic

{

  public class List<T> : IList<T>, IList, IReadOnlyList<T>

  {

    ...

    public void Add(T item);

    public void AddRange(IEnumerable<T> collection);

    public ReadOnlyCollection<T> AsReadOnly();

    public int BinarySearch(T item);

    public bool Contains(T item);

    public void CopyTo(T[] array);

    public int FindIndex(System.Predicate<T> match);

    public T FindLast(System.Predicate<T> match);

    public bool Remove(T item);

    public int RemoveAll(System.Predicate<T> match);

    public T[] ToArray();

    public bool TrueForAll(System.Predicate<T> match);

    public T this[int index] { get; set; }

  }

}

В случае создания List<T> с указанием объектов Person результат будет таким же, как если бы тип List<T> был определен следующим образом:

namespace System.Collections.Generic

{

  public class List<Person>

    : IList<Person>, IList, IReadOnlyList<Person>

  {

    ...

    public void Add(Person item);

    public void AddRange(IEnumerable<Person> collection);

    public ReadOnlyCollection<Person> AsReadOnly();

    public int BinarySearch(Person item);

    public bool Contains(Person item);

    public void CopyTo(Person[] array);

    public int FindIndex(System.Predicate<Person> match);

    public Person FindLast(System.Predicate<Person> match);

    public bool Remove(Person item);

    public int RemoveAll(System.Predicate<Person> match);

    public Person[] ToArray();

    public bool TrueForAll(System.Predicate<Person> match);

    public Person this[int index] { get; set; }

  }

}

Несомненно, когда вы создаете в коде переменную обобщенного типа List<T>, компилятор вовсе не создает новую реализацию класса List<T>. Взамен он принимает во внимание только члены обобщенного типа, к которым вы действительно обращаетесь.

Указание параметров типа для обобщенных членов

В необобщенном классе или структуре разрешено поддерживать обобщенные свойства. В таких случаях необходимо также указывать значение заполнителя во время вызова метода. Например, класс System.Array поддерживает набор обобщенных методов. В частности, необобщенный статический метод Sort() имеет обобщенный аналог по имени Sort<T>(). Рассмотрим представленный далее фрагмент кода, где Т — тип int:

int[] myInts = { 10, 4, 2, 33, 93 };

// Указание заполнителя для обобщенного метода Sort<>().

Array.Sort<int>(myInts);

foreach (int i in myInts)

{

  Console.WriteLine(i);

}

Указание параметров типов для обобщенных интерфейсов

Обобщенные интерфейсы обычно реализуются при построении классов или структур,которые нуждаются в поддержке разнообразных аспектов поведения платформы (скажем, клонирования, сортировки и перечисления). В главе 8 вы узнали о нескольких необобщенных интерфейсах, таких как IComparable, IEnumerable, IEnumerator и IComparer. Вспомните, что необобщенный интерфейс IComparable определен примерно так:

public interface IComparable

{

  int CompareTo(object obj);

}

В главе 8 этот интерфейс также был реализован классом Car, чтобы сделать возможной сортировку стандартного массива. Однако код требовал нескольких проверок времени выполнения и операций приведения, потому что параметром был общий тип System.Object:

public class Car : IComparable

{

  ...

  // Реализация IComparable.

  int