Полное руководство. С# 4.0

Шилдт Герберт

В приведенной ниже программе все рассмотренные выше фрагменты кода объе диняются вместе, а затем демонстрируется применение класса PhoneList. Кро ме того, в ней создается класс EmailFriend. Этот класс не наследует от класса PhoneNumber, а следовательно, он не может использоваться для создания объектов класса PhoneList. // Более практический пример, демонстрирующий применение // ограничения на базовый класс. using System; // Специальное исключение, генерируемое в том случае, // если имя или номер телефона не найдены. class NotFoundException : Exception { /* Реализовать все конструкторы класса Exception. Эти конструкторы выполняют вызов конструктора базового класса. Класс NotFoundException ничем не дополняет класс Exception и поэтому не требует никаких дополнительных действий. */ public NotFoundException : base { } public NotFoundException(string str) : base(str) { } public NotFoundException( string str, Exception inner) : base(str, inner) { } protected NotFoundException) System.Runtime.Serialization.SerializationInfo si, System.Runtime.Serialization.StreamingContext sc) : base(si, sc) { } } // Базовый класс, в котором хранятся имя абонента и номер его телефона. class PhoneNumber { public PhoneNumber(string n, string num) { Name = n; Number = num; } public string Number { get; set; } public string Name { get; set; } } //

Класс для телефонных номеров друзей. class Friend : PhoneNumber { public Friend(string n, string num, bool wk) : base(n, num) { IsWorkNumber = wk; } public bool IsWorkNumber { get; private set; } // ... } // Класс для телефонных номеров поставщиков. class Supplier : PhoneNumber { public Supplier(string n, string num) : base (n, num) { } // ... } // Этот класс не наследует от класса PhoneNumber. class EmailFriend { // ... } // Класс PhoneList способен управлять любым видом списка телефонных номеров. // при условии, что он является производным от класса PhoneNumber. class PhoneList<T> where T : PhoneNumber { T[] phList; int end; public PhoneList { phList = new T[10]; end = 0; } // Добавить элемент в список. public bool Add(T newEntry) { if(end == 10) return false; phList[end] = newEntry; end++; return true; } // Найти и возвратить сведения о телефоне по заданному имени. public Т FindByName(string name) { for (int i=0; i<end; i++) { // Имя может использоваться, потому что его свойство Name // относится к членам класса PhoneNumber, который является // базовым по накладываемому ограничению. if(phList[i].Name == name) return phList [i]; } // Имя отсутствует в списке. throw new NotFoundException; } // Найти и возвратить сведения о телефоне по заданному номеру. public Т FindByNumber(string number) { for(int i=0; i<end; i++) { // Номер телефона также может использоваться, поскольку // его свойство Number относится к членам класса PhoneNumber, // который является базовым по накладываемому ограничению. if(phList[i].Number == number) return phList[i]; } // Номер телефона отсутствует в списке. throw new NotFoundException; } // ... } // Продемонстрировать наложение ограничений на базовый класс. class UseBaseClassConstraint { static void Main { // Следующий код вполне допустим, поскольку // класс Friend наследует от класса PhoneNumber. PhoneList<Friend> plist = new PhoneList<Friend>; plist.Add(new Friend("Том", "555-1234", true)); plist.Add(new Friend("Гари", "555-6756", true)); plist.Add(new Friend("Матт", "555-9254", false)); try { // Найти номер телефона по заданному имени друга. Friend frnd = plist.FindByName("Гари"); Console.Write(frnd.Name + " " + frnd.Number); if(frnd.IsWorkNumber) Console.WriteLine(" (рабочий)"); else Console.WriteLine; } catch(NotFoundException) { Console.WriteLine("He найдено"); } Console.WriteLine; // Следующий код также допустим, поскольку // класс Supplier наследует от класса PhoneNumber. PhoneList<Supplier> plist2 = new PhoneList<Supplier>; plist2.Add(new Supplier("Фирма Global Hardware", "555-8834")); plist2.Add(new Supplier("Агентство Computer Warehouse", "555-9256")); plist2.Add(new Supplier("Компания NetworkCity", "555-2564")); try { // Найти наименование поставщика по заданному номеру телефона. Supplier sp = plist2.FindByNumber("555-2564"); Console.WriteLine(sp.Name + " + sp.Number); } catch(NotFoundException) { Console.WriteLine("He найдено"); } // Следующее объявление недопустимо, поскольку // класс EmailFriend НЕ наследует от класса PhoneNumber. // PhoneList<EmailFriend> plist3 = // new PhoneList<EmailFriend>; // Ошибка! } }

Ниже приведен результат выполнения этой программы. Гари: 555-6756 (рабочий) Компания NetworkCity: 555-2564

Поэкспериментируйте с этой программой. В частности, попробуйте составить раз ные виды списков телефонных номеров или воспользоваться свойством IsWorkNumber в классе PhoneList. Вы сразу же обнаружите, что компилятор не позволит вам этого сделать, потому что свойство IsWorkNumber определено в классе Friend, а не в классе PhoneNumber, а следовательно, оно неизвестно в классе PhoneList. Применение ограничения на интерфейс

Ограничение на интерфейс позволяет указывать интерфейс, который должен быть реализован аргументом типа. Это ограничение служит тем же основным целям, что и ограничение на базовый класс. Во-первых, оно позволяет использовать члены интер фейса в обобщенном классе. И во-вторых, оно гарантирует использование только тех аргументов типа, которые реализуют указанный интерфейс. Это означает, что для лю бого ограничения, накладываемого на интерфейс, аргумент типа должен обозначать сам интерфейс или же тип, реализующий этот интерфейс.

Ниже приведена общая форма наложения ограничения на интерфейс, в которой используется оператор where: where Т : имя_интерфейса

где Т — это имя параметра типа, а имя_интерфейса — конкретное имя ограничивае мого интерфейса. В этой форме ограничения может быть указан список интерфейсов через запятую. Если ограничение накладывается одновременно на базовый класс и ин терфейс, то первым в списке должен быть указан базовый класс.

Ниже приведена программа, демонстрирующая наложение ограничения на ин терфейс и представляющая собой переработанный вариант предыдущего примера программы, управляющей списками телефонных номеров. В этом варианте класс PhoneNumber преобразован в интерфейс IPhoneNumber, который реализуется в клас сах Friend и Supplier. // Применить ограничение на интерфейс. using System; // Специальное исключение, генерируемое в том случае, // если имя или номер телефона не найдены. class NotFoundException : Exception { /* Реализовать все конструкторы класса Exception. Эти конструкторы выполняют вызов конструктора базового класса. Класс NotFoundException ничем не дополняет класс Exception и поэтому не требует никаких дополнительных действий. */ public NotFoundException : base { } public NotFoundException(string str) : base(str) { } public NotFoundException( string str,Exception inner) : base(str, inner) { } protected NotFoundException( System.Runtime.Serialization.SerializationInfо si, System.Runtime.Serialization.StreamingContext sc) : base(si, sc) { } } // Интерфейс, поддерживающий имя и номер телефона. public interface IPhoneNumber { string Number { get; set; } string Name { get; set; } } // Класс для телефонных номеров друзей. // В нем реализуется интерфейс IPhoneNumber. class Friend : IPhoneNumber { public Friend(string n, string num, bool wk) { Name = n; Number = num; IsWorkNumber = wk; } public bool IsWorkNumber { get; private set; } // Реализовать интерфейс IPhoneNumber. public string Number { get; set; } public string Name { get; set; } // ... } //

Класс для телефонных номеров поставщиков. class Supplier : IPhoneNumber { public Supplier(string n, string num) { Name = n; Number = num; } // Реализовать интерфейс IPhoneNumber. public string Number { get; set; } public string Name { get; set; } // ... } // В этом классе интерфейс IPhoneNumber не реализуется. class EmailFriend { // ... } // Класс PhoneList способен управлять любым видом списка телефонных // номеров, при условии, что он реализует интерфейс PhoneNumber. class PhoneList<T> where T : IPhoneNumber { T[] phList; int end; public PhoneList { phList = new T[10]; end = 0; } public bool Add(T newEntry) { if(end == 10) return false; phList[end] = newEntry; end++; return true; } // Найти и возвратить сведения о телефоне по заданному имени. public Т FindByName(string name) { for(int i=0; i<end; i++) { // Имя может использоваться, потому что его свойство Name // относится к членам интерфейса IPhoneNumber, на который // накладывается ограничение. if(phList[i].Name == name) return phList[i]; } // Имя отсутствует в списке. throw new NotFoundException; } // Найти и возвратить сведения о телефоне по заданному номеру. public Т FindByNumber(string number) { for(int i=0; i<end; i++) { // Номер телефона также может использоваться, поскольку его // свойство Number относится к членам интерфейса IPhoneNumber, // на который накладывается ограничение. if(phList[i].Number == number) return phList[i]; } // Номер телефона отсутствует в списке. throw new NotFoundException; } // ... } // Продемонстрировать наложение ограничения на интерфейс. class UselnterfaceConstraint { static void Main { // Следующий код вполне допустим, поскольку // в классе Friend реализуется интерфейс IPhoneNumber. PhoneList<Friend> plist = new PhoneList<Friend>; plist.Add(new Friend("Том", "555-1234", true)); plist.Add(new Friend("Гари", "555-6756", true)); plist.Add(new Friend("Матт", "555-9254", false)); try { // Найти номер телефона по заданному имени друга. Friend frnd = plist.FindByName("Гари"); Console.Write(frnd.Name + " + frnd.Number); if(frnd.IsWorkNumber) Console.WriteLine(" (рабочий)"); else Console.WriteLine; } catch(NotFoundException) { Console.WriteLine("He найдено"); } Console.WriteLine; // Следующий код также допустим, поскольку в классе Supplier // также реализуется интерфейс IPhoneNumber. PhoneList<Supplier> plist2 = new PhoneList<Supplier>; plist2.Add(new Supplier("Фирма Global Hardware", "555-8834")); plist2.Add(new Supplier("Агентство Computer Warehouse", "555-9256")); plist2.Add(new Supplier("Компания NetworkCity", "555-2564")); try { // Найти наименование поставщика по заданному номеру телефона. Supplier sp = plist2.FindByNumber("555-2564"); Console.WriteLine(sp.Name + " + sp.Number); } catch(NotFoundException) { Console.WriteLine("He найдено"); } // Следующее объявление недопустимо, поскольку // в классе EmailFriend НЕ реализуется интерфейс IPhoneNumber. // PhoneList<EmailFriend> plist3 = // new PhoneList<EmailFriend>; // Ошибка! } }

В этой версии программы ограничение на интерфейс, указываемое в классе PhoneList, требует, чтобы аргумент типа реализовал интерфейс IPhoneList. А по скольку этот интерфейс реализуется в обоих классах, Friend и Supplier, то они от носятся к допустимым типам, привязываемым к типу Т. В то же время интерфейс не реализуется в классе EmailFriend, и поэтому этот класс не может быть привязан к типу Т. Для того чтобы убедиться в этом, удалите символы комментария в двух по следних строках кода в методе Main. Вы сразу же обнаружите, что программа не компилируется. Применение ограничения new на конструктор

Ограничение new на конструктор позволяет получать экземпляр объекта обоб щенного типа. Как правило, создать экземпляр параметра обобщенного типа не уда ется. Но это положение изменяет ограничение new, поскольку оно требует, чтобы аргумент типа предоставил конструктор без параметров. Им может быть конструктор, вызываемый по умолчанию и предоставляемый автоматически, если явно определяе мый конструктор отсутствует или же конструктор без параметров явно объявлен поль зователем. Накладывая ограничение new, можно вызывать конструктор без параме тров для создания объекта.

Ниже приведен простой пример, демонстрирующий наложение ограничения new. // Продемонстрировать наложение ограничения new на конструктор. using System; class MyClass { public MyClass { // ... } // ... } class Test<T> where T : new { T obj; public Test { // Этот код работоспособен благодаря наложению ограничения new. obj = new Т; // создать объект типа Т } // ... } class ConsConstraintDemo { static void Main { Test<MyClass> x = new Test<MyClass>; } }

Прежде всего обратите внимание на объявление класса Test. class Test<T> where T : new {

В силу накладываемого ограничения new любой аргумент типа должен предо ставлять конструктор без параметров.

Далее проанализируем приведенный ниже конструктор класса Test. public Test { // Этот код работоспособен благодаря наложению ограничения new. obj = new Т; // создать объект типа Т }

В этом фрагменте кода создается объект типа Т, и ссылка на него присваивается переменной экземпляра obj. Такой код допустим только потому, что ограничение new требует наличия конструктора. Для того чтобы убедиться в этом, попробуйте сначала удалить ограничение new, а затем попытайтесь перекомпилировать про грамму. В итоге вы получите сообщение об ошибке во время компиляции.

В методе Main получается экземпляр объекта типа Test, как показано ниже. Test<MyClass> х = new Test<MyClass>;

Обратите внимание на то, что аргументом типа в данном случае является класс MyClass и что в этом классе определяется конструктор без параметров. Следователь но, этот класс допускается использовать в качестве аргумента типа для класса Test. Следует особо подчеркнуть, что в классе MyClass совсем не обязательно определять конструктор без параметров явным образом. Его используемый по умолчанию кон структор вполне удовлетворяет накладываемому ограничению. Но если классу по требуются другие конструкторы, помимо конструктора без параметров, то придется объявить явным образом и вариант без параметров.

Что касается применения ограничения new, то следует обратить внимание на три других важных момента. Во-первых, его можно использовать вместе с другими ограничениями, но последним по порядку. Во-вторых, ограничение new позволяет конструировать объект, используя только конструктор без параметров, — даже если доступны другие конструкторы. Иными словами, передавать аргументы конструктору параметра типа не разрешается. И в-третьих, ограничение new нельзя использовать одновременно с ограничением типа значения, рассматриваемым далее. Ограничения ссылочного типа и типа значения