C# 4.0: полное руководство - Герберт Шилдт

Начнем со следующей строки кода.

int v = (int) iOb.GetOb();

Теперь возвращаемым типом метода GetOb() является object, а следовательно, для распаковки значения, возвращаемого методом GetOb(), и его последующего сохранения в переменной v требуется явное приведение к типу int. Если исключить приведение типов, программа не будет скомпилирована. В обобщенной версии этой программы приведение типов не требовалось, поскольку тип int указывался в качестве аргумента типа при создании объекта iOb. А в необобщенной версии этой программы потребовалось явное приведение типов. Но это не только неудобно, но и чревато ошибками.

А теперь рассмотрим следующую последовательность кода в конце анализируемой здесь программы.

// Этот код компилируется, но он принципиально неверный!

iOb = strOb;

// Следующая строка кода приводит к исключительной

// ситуации во время выполнения.

// v = (int) iOb.GetObO; // Ошибка при выполнении!

В этом коде значение переменной strOb присваивается переменной iOb. Но переменная strOb ссылается на объект, содержащий символьную строку, а не целое значение. Такое присваивание оказывается верным с точки зрения синтаксиса, поскольку все ссылки на объекты класса NonGen одинаковы, а значит, по ссылке на один объект класса NonGen можно обращаться к любому другому объекту класса NonGen. Тем не менее такое присваивание неверно с точки зрения семантики, как показывает следующая далее закомментированная строка кода. В этой строке тип, возвращаемый методом GetOb(), приводится к типу int, а затем предпринимается попытка присвоить полученное в итоге значение переменной int. К сожалению, в отсутствие обобщений компилятор не сможет выявить подобную ошибку. Вместо этого возникнет исключительная ситуация во время выполнения, когда будет предпринята попытка приведения к типу int. Для того чтобы убедиться в этом, удалите символы комментария в начале данной строки кода, скомпилируйте, а затем выполните программу. При ее выполнении возникнет ошибка.

Упомянутая выше ситуация не могла бы возникнуть, если бы в программе использовались обобщения. Компилятор выявил бы ошибку в приведенной выше последовательности кода, если бы она была включена в обобщенную версию программы, и сообщил бы об этой ошибке, предотвратив тем самым серьезный сбой, приводящий к исключительной ситуации при выполнении программы. Возможность создавать типизированный код, в котором ошибки несоответствия типов выявляются во время компиляции, является главным преимуществом обобщений. Несмотря на то что в C# всегда имелась возможность создавать "обобщенный" код, используя ссылки на объекты, такой код не был типизированным, т.е. не обеспечивал типовую безопасность, а его неправильное применение могло привести к исключительным ситуациям во время выполнения. Подобные ситуации исключаются благодаря обобщениям. По существу, обобщения переводят ошибки при выполнении в разряд ошибок при компиляции. В этом и заключается основная польза от обобщений.

В рассматриваемой здесь необобщенной версии программы имеется еще один любопытный момент. Обратите внимание на то, как тип переменной ob экземпляра класса NonGen создается с помощью метода ShowType() в следующей строке кода.

Console.WriteLine("Тип переменной ob: " + ob.GetType());

Как пояснялось в главе 11, в классе object определен ряд методов, доступных для всех типов данных. Одним из них является метод GetType(), возвращающий объект класса Туре, который описывает тип вызывающего объекта во время выполнения. Следовательно, конкретный тип объекта, на который ссылается переменная ob, становится известным во время выполнения, несмотря на то, что тип переменной ob указан в исходном коде как object. Именно поэтому в среде CLR будет сгенерировано исключение при попытке выполнить неверное приведение типов во время выполнения программы.

Обобщенный класс с двумя параметрами типа

В классе обобщенного типа можно указать два или более параметра типа. В этом случае параметры типа указываются списком через запятую. В качестве примера ниже приведен класс TwoGen, являющийся вариантом класса Gen с двумя параметрами типа.

// Простой обобщенный класс с двумя параметрами типа Т и V.

using System;

class TwoGen<T, V> {

  T ob1;

  V ob2;

  // Обратите внимание на то, что в этом конструкторе

  // указываются параметры типа Т и V.

  public TwoGen(T o1, V o2) {

    ob1 = o1;

    ob2 = o2;

  }

  // Показать типы Т и V.

  public void showTypes() {

    Console.WriteLine("К типу T относится " + typeof(T));

    Console.WriteLine("К типу V относится " + typeof(V));

  }

  public T getob1() {

    return ob1;

  }

  public V GetObj2() {

    return ob2;

  }

}

// Продемонстрировать применение обобщенного

// класса с двумя параметрами типа,

class SimpGen {

  static void Main() {

    TwoGen<int, string> tgObj =

                new TwoGen<int, string>(119, "Альфа Бета Гамма");

    // Показать типы.

    tgObj.showTypes();

    // Получить и вывести значения,

    int v = tgObj.getob1();

    Console.WriteLine("Значение: " + v);

    string str = tgObj.GetObj2();

    Console.WriteLine("Значение: " + str);

  }

}

Эта программа дает следующий результат.

К типу Т относится System.Int32

К типу V относится System.String

Значение: 119

Значение: Альфа Бета Гамма

Обратите внимание на то, как объявляется класс TwoGen.

class TwoGen<T, V> {

В этом объявлении указываются два параметра типа Т и V, разделенные запятой. А поскольку у класса TwoGen два параметра типа, то при создании объекта этого класса необходимо указывать два соответствующих аргумента типа, как показано ниже.

TwoGen<int, string> tgObj =

        new TwoGen<int, string>(119, "Альфа Бета Гамма");

В данном случае вместо Т подставляется тип int, а вместо V — тип string.

В представленном выше примере указываются аргументы разного типа, но они могут быть и одного типа. Например, следующая строка кода считается вполне допустимой.

TwoGen<string, string> х =

new TwoGen<string, string>("Hello", "Goodbye");

В этом случае оба типа, Т и V, заменяются одним и тем же типом, string. Ясно, что если бы аргументы были одного и того же типа, то два параметра типа были бы не нужны.

Общая форма обобщенного класса

Синтаксис обобщений, представленных в предыдущих примерах, может быть сведен к общей форме. Ниже приведена общая форма объявления обобщенного класса.

class имя_класса<список_параметров_типа> { // ...

А вот как выглядит синтаксис объявления ссылки на обобщенный класс.

имя_класса<список_аргументов_типа> имя_переменной =

       new имя_класса<список_параметров_типа> (список_аргументов_конструктора) ;

Ограниченные типы

В предыдущих примерах параметры типа можно было заменить любым типом данных. Например, в следующей строке кода объявляется любой тип, обозначаемый как Т.

class Gen<T> {

Это означает, что вполне допустимо создавать объекты класса Gen, в которых тип Т заменяется типом int, double, string, FileStream или любым другим типом данных. Во многих случаях отсутствие ограничений на указание аргументов типа считается вполне приемлемым, но иногда оказывается полезно ограничить круг типов, которые могут быть указаны в качестве аргумента типа.