Герберт Шилдт - C# 4.0: полное руководство

Обобщения как языковое средство очень важны потому, что они позволяют создавать классы, структуры, интерфейсы, методы и делегаты для обработки разнотипных данных с соблюдением типовой безопасности. Как вам должно быть известно, многие алгоритмы очень похожи по своей логике независимо от типа данных, к которым они применяются. Например, механизм, поддерживающий очередь, остается одинаковым независимо от того, предназначена ли очередь для хранения элементов типа int, string, objectили для класса, определяемого пользователем. До появления обобщений для обработки данных разных типов приходилось создавать различные варианты одного и того же алгоритма. А благодаря обобщениям можно сначала выработать единое решение независимо от конкретного типа данных, а затем применить его к обработке данных самых разных типов без каких-либо дополнительных усилий.

В этой главе описываются синтаксис, теория и практика применения обобщений, а также показывается, каким образом обобщения обеспечивают типовую безопасность в ряде случаев, которые раньше считались сложными. После прочтения настоящей главы у вас невольно возникнет желание ознакомиться с материалом главы 25, посвященной коллекциям, так как в ней приведено немало примеров применения обобщений в классах обобщенных коллекций.

Термин обобщение , по существу, означает параметризированный тип. Особая роль параметризированных типов состоит в том, что они позволяют создавать классы, структуры, интерфейсы, методы и делегаты, в которых обрабатываемые данные указываются в виде параметра. С помощью обобщений можно, например, создать единый класс, который автоматически становится пригодным для обработки разнотипных данных. Класс, структура, интерфейс, метод или делегат, оперирующий параметри-зированным типом данных, называется обобщенным, как, например, обобщенный класс или обобщенный метод.

Следует особо подчеркнуть, что в C# всегда имелась возможность создавать обобщенный код, оперируя ссылками типа object. А поскольку класс objectявляется базовым для всех остальных классов, то по ссылке типа objectможно обращаться к объекту любого типа. Таким образом, до появления обобщений для оперирования разнотипными объектами в программах служил обобщенный код, в котором для этой цели использовались ссылки типа object.

Но дело в том, что в таком коде трудно было соблюсти типовую безопасность, поскольку для преобразования типа objectв конкретный тип данных требовалось приведение типов. А это служило потенциальным источником ошибок из-за того, что приведение типов могло быть неумышленно выполнено неверно. Это затруднение позволяют преодолеть обобщения, обеспечивая типовую безопасность, которой раньше так недоставало. Кроме того, обобщения упрощают весь процесс, поскольку исключают необходимость выполнять приведение типов для преобразования объекта или другого типа обрабатываемых данных. Таким образом, обобщения расширяют возможности повторного использования кода и позволяют делать это надежно и просто.

---------------------------------

ПРИМЕЧАНИЕ

Программирующим на C++ и Java необходимо иметь в виду, что обобщения в C# не следует путать с шаблонами в C++ и обобщениями в Java, поскольку это разные, хотя и похожие средства. В действительности между этими тремя подходами к реализации обобщений существуют коренные различия. Если вы имеете некоторый опыт программирования на C++ или Java, то постарайтесь на основании этого опыта не делать никаких далеко идущих выводов о том, как обобщения'действуют в С#.

---------------------------------

Начнем рассмотрение обобщений с простого примера обобщенного класса. В приведенной ниже программе определяются два класса. Первым из них является обобщенный класс Gen, вторым — класс GenericsDemo, в котором используется класс Gen.

// Простой пример обобщенного класса,

using System;

//В приведенном ниже классе Gen параметр типа Т заменяется

// реальным типом данных при создании объекта типа Gen.

class Gen {

T ob; // объявить переменную типа Т

// Обратите внимание на то, что у этого конструктора

// имеется параметр типа T

public Gen(T о) {

ob = о;

}

// Возвратить переменную экземпляра ob,

//которая относится к типу Т.

public T GetOb() {

return ob;

}

// Показать тип Т.

public void ShowType() {

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

}

}

// Продемонстрировать применение обобщенного класса,

class GenericsDemo {

static void Main() {

// Создать переменную ссылки на объект Gen типа int.

Gen iOb;

// Создать объект типа Gen и

// присвоить ссылку на него переменной

iOb = new Gen(102);

// Показать тип данных, хранящихся в переменной iOb.

iOb.ShowType();

// Получить значение переменной iOb.

int v = iOb.GetOb();

Console.WriteLine("Значение: " + v);

Console.WriteLine();

// Создать объект типа Gen для строк.

Gen strOb = new Gen("Обобщения повышают эффективность.");

// Показать тип данных, хранящихся в переменной strOb.

strOb.ShowType();

// Получить значение переменной strOb.

string str = strOb.GetOb();

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

}

}

Эта программа дает следующий результат.

К типу Т относится System.Int32

Значение: 102

К типу Т относится System.String

Значение: Обобщения повышают эффективность.

Внимательно проанализируем эту программу. Прежде всего обратите внимание на объявление класса Genв приведенной ниже строке кода:

class Gen {

где Т — это имя параметра типа. Это имя служит в качестве метки-заполнителя конкретного типа, который указывается при создании объекта класса Gen. Следовательно, имя Т используется в классе Gen всякий раз, когда требуется параметр типа. Обратите внимание на то, что имя Т заключается в угловые скобки (< >). Этот синтаксис можно обобщить: всякий раз, когда объявляется параметр типа, он указывается в угловых скобках. А поскольку параметр типа используется в классе Gen, то такой класс считается обобщенным.