Симон Робинсон - C# для профессионалов. Том II

Это само по себе является нетривиальной задачей, так как если ссылки используются неправильно при определении, то очень легко случайно определить ссылку, которая рекурсивно вызывает себя, пока не будет получено переполнение стека. Перезагрузка операторов в C++ является задачей для опытных программистов. Нетрудно видеть, почему компания Microsoft решила сделать некоторые операторы неперезагружаемыми в C#.

В C# практика будет другой. Здесь нет необходимости явно передавать по ссылке, так как классы C# являются ссылочными переменными в любом случае (а для структур передача по ссылке снижает производительность). И возвращение значения является легкой задачей. Будет ли это класс или структура, надо просто вернуть значение временного результата, а компилятор C# гарантирует, что в результате будут скопированы либо поля-члены (для типов данных значений), либо адреса (для ссылочных типов). Единственный недостаток заключается в том, что нельзя использовать ключевое слово const, чтобы получить дополнительную проверку компилятора, которая определяет, изменяет или нет перезагруженная версия оператора параметры класса. Также C# не предоставляет улучшения производительности подставляемых функций, как происходит в C++.

static MyClass operator+(MyClass lhs, CMyClass rhs) {

MyClassResult = new MyClass();

Result.x = lhs.x + rhs.x;

return Result;

}

C# cтрого не разрешает перезагружать []. Однако он позволяет определить так называемые индексаторы (indexer) класса, что обеспечивает такой же результат.

Синтаксис определении индексатора очень похож на синтаксис свойства. Предположим, что необходимо использовать экземпляры MyClassкак массив, где каждый элемент индексируется с помощью intи возвращает long. Тогда можно сделать следующую запись:

class MyClass {

public long this[int x] {

get {

// код для получения элемента

}

set {

// код для задания элемента, например X = value;

}

}

// и т.д.

Код внутри блока getвыполняется всякий раз, когда Mine[x]стоит с правой стороны выражения (при условии, что выражение Mineявляется экземпляром MyClassи xбудет int), в то время как блокset выполняется только тогда, когда Mine[x]указывается с левой стороны выражения. Блок setничего не может вернуть и использует ключевое слово valueдля указания величины, которая появится с правой стороны выражения. Блок getдолжен вернуть тот же тип данных, который имеет индексатор.

Можно перезагружать индексаторы, чтобы использовать любой тип данных в квадратных скобках или любое число аргументов, тем самым создавая эффект многомерного массива.

Так же как для индексаторов и [], C# формально не рассматривает ()как оператор, который может перезагружаться, однако C# допускает определяемые пользователем преобразования типов данных, которые имеют тот же результат. Например, предположим, что имеются два класса (или структуры) с именами MySourceи MyDestи необходимо определить преобразование типа из MySourceв MyDest. Синтаксис этого выглядит следующим образом:

public static implicite operator MyDest(MySource Source) {

// код для выполнения преобразования. Должен возвращать экземпляр MyDest

}

Преобразование типа данных определяется как статический член класса MyDestили класса MySource. Оно должно также объявляться любо как implicit, либо как explicit. Если преобразование объявлено как implicit, то оно используется неявно:

MySource Source = new MySource();

MyDest Dest = MySource;

Если преобразование объявлено как explicit, то оно может использоваться только явным образом:

MySource Source = new MySource();

MyDest Dest = (MyDest)MySource;

Необходимо определять неявные преобразования типов данных в том случае, когда они всегда работают, а явные преобразования типов только тогда, когда может произойти отказ в связи с потерей данных или порождением исключения.

Так же как и в C++, если компилятор C# встречается с запросом преобразования между типами данных, для которых не существует прямого преобразования типов, он будет стараться найти "лучший" способ, используя доступные методы преобразования типов. Существуют те же вопросы, что и в C++, в отношении интуитивной ясности преобразований типов данных, а также в том, что различные пути получения преобразования не создают несовместимых результатов.

C# не позволяет определить преобразования типов данных между классами, которые являются производными друг друга. Такие преобразования уже доступны — неявно из производного класса в базовый класс и явно из базового класса в производный.

Отметим, что если попробовать выполнить преобразование ссылки базового класса в ссылку производного класса, и при этом рассматриваемый объект не является экземпляром производного класса (или какого-нибудь производного из него), то будет порождаться (генерироваться) исключение. В C++ нетрудно преобразовать указатель на объект в "неправильный" класс объектов. Это просто невозможно в C# с помощью ссылок. По этой причине преобразование типов в C# считается более безопасным, чем в C++.

// пусть MyDerivedClass получен из MyBaseClass

MyBaseClass MyBase = new MyBaseClass();

MyDerivedClass MyDerived = (MyDerivedClass) MyBase; // это приведет

// к порождению исключения

Если нежелательно преобразовывать что-то в производный класс, но нежелательно также, чтобы генерировалось исключение, можно применить ключевое слово as. При использовании as, если преобразование отказывает, будет возвращаться null.

// пусть MyDerivedClass получен из MyBaseClass

MyBaseClass MyBase = new MyBaseClass();

MyDerivedClass MyDerived as (MyDerivedClass)MyBase; // это

// возвратит null

Массивы являются одной из областей, в которой внешнее сходство в синтаксисе между C++ и C# скрывает то, что реально происходящее "за сценой" существенно различается в этих двух языках. В C++ массив является по сути множеством переменных, упакованных вместе в памяти и доступных через указатель. В C#, с другой стороны, массив является экземпляром базового класса System.Array, и поэтому выступает полноценным объектом, хранящимся в куче под управлением сборщика мусора. Для доступа к методам этого класса C# использует синтаксис типа C++ способом, который создает иллюзию доступа к массиву. Недостаток этого подхода состоит в том, что накладные расходы для массивов больше, чем в C++, но преимуществом является то, что массивы C# более гибкие и при этом проще кодируются. В качестве примера: все массивы C# имеют свойство Length, которое задает число элементов массива, не требуя тем самым хранить его отдельно. К тому же массивы C# значительно безопаснее в использовании — так, проверка границ индекса выполняется автоматически.