Герберт Шилдт - C# 4.0: полное руководство

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 ShowType() {

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.GetOb();

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 NonGen. Благодаря этому в классе NonGenможет 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.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 intуказывался 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 strObприсваивается переменной iOb. Но переменная strObссылается на объект, содержащий символьную строку, а не целое значение. Такое присваивание оказывается верным с точки зрения синтаксиса, поскольку все ссылки на объекты класса NonGenодинаковы, а значит, по ссылке на один объект класса NonGenможно 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 NonGenсоздается с помощью метода ShowType()в следующей строке кода.

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

Как пояснялось в главе 11, в классе objectопределен 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.