Герберт Шилдт - C# 4.0 полное руководство - 2011

В C# чаще определяются такие понятия, как открытый и закрытый типы. Открытым типом считается такой параметр типа или любой обобщенный тип, для которого аргумент типа является параметром типа или же включает его в себя. А любой тип, не относящийся к открытому, считается закрытым. Сконструированным типом считается такой обобщенный тип, для которого предоставлены все аргументы типов. Если все эти аргументы относятся к закрытым типам, то такой тип считается закрыто сконструированным. А если один или несколько аргументов типа относятся к открытым типам, то такой тип считается открыто сконструированным.

Различение обобщенных типов по аргументам типа

Что касается обобщенных типов, то следует иметь в виду, что ссылка на один конкретный вариант обобщенного типа не совпадает по типу с другим вариантом того же самого обобщенного типа. Так, если ввести в приведенную выше программу следующую строку кода, то она не будет скомпилирована.

iOb = strOb; // Неверно!

Несмотря на то что обе переменные, iOb и strOb, относятся к типу Gen, они ссылаются на разные типы, поскольку у них разные аргументы.

Повышение типовой безопасности с помощью обобщений

В связи с изложенным выше возникает следующий резонный вопрос: если аналогичные функциональные возможности обобщенного класса Gen можно получить и без обобщений, просто указав объект как тип данных и выполнив надлежащее приведение типов, то какая польза от того, что класс Gen делается обобщенным? Ответ на этот вопрос заключается в том, что обобщения автоматически обеспечивают типовую безопасность всех операций, затрагивающих класс Gen. В ходе выполнения этих операций обобщения исключают необходимость обращаться к приведению типов и проверять соответствие типов в коде вручную.

Для того чтобы стали более понятными преимущества обобщений, рассмотрим сначала программу, в которой создается необобщенный аналог класса Gen.

// Класс NonGen является полным функциональным аналогом // класса Gen, но без обобщений.

using System; ,

class NonGen {

object ob; // переменная ob теперь относится к типу object

// Передать конструктору ссылку на объект типа object, public NonGen(object о) { ob = о;

}

// Возвратить объект типа object, public object GetOb() {

return ob;

}

// Показать тип переменной ob. public void ShowTypeO {

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

}

}

// Продемонстрировать применение необобщенного класса, class NonGenDemo { static void Main() {

NonGen iOb;

// Создать•объект класса NonGen. iOb = new NonGen(102);

// Показать тип данных, хранящихся в переменной iOb. iOb.ShowType();

// Получить значение переменной iOb.

//На этот раз потребуется приведение типов, int v = (int) iOb.GetObO;

Console.WriteLine("Значение: " + v);

Console.WriteLine();

// Создать еще один объект класса NonGen и // сохранить строку в переменной it.

NonGen strOb = new NonGen("Тест на необобщенность");

// Показать тип данных, хранящихся в переменной strOb. strOb.ShowType();

// Получить значение переменной strOb.

//Ив этом случае требуется приведение типов.

String str = (string) strOb.GetOb();

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

// 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!

}

}

При выполнении этой программы получается следующий результат.

Тип переменной ob: System.Int32 Значение: 102

Тип переменной ob: System.String Значение: Тест на необобщенность

Как видите, результат выполнения этой программы такой же, как и у предыдущей программы.

В этой программе обращает на себя внимание ряд любопытных моментов. Прежде всего, тип Т заменен везде, где он встречается в классе Non Gen. Благодаря этому в классе Non Gen может храниться объект любого типа, как и в обобщенном варианте этого класса. Но такой подход оказывается непригодным по двум причинам. Во-первых, для извлечения хранящихся данных требуется явное приведение типов. И во-вторых, многие ошибки несоответствия типов не могут быть обнаружены вплоть до момента выполнения программы. Рассмотрим каждую из этих причин более подробно.

Начнем со следующей строки кода.

int v = (int) iOb.GetObO;

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.