Полное руководство. С# 4.0
Шрифт:
Два других ограничения позволяют указать на то, что аргумент, обозначающий тип, должен быть либо ссылочного типа, либо типа значения. Эти ограничения оказывают ся полезными в тех случаях, когда для обобщенного кода важно провести различие между ссылочным типом и типом значения. Ниже приведена общая форма ограниче ния ссылочного типа. where Т : class
В этой форме с оператором where ключевое слово class указывает на то, что ар гумент Т должен быть ссылочного типа. Следовательно, всякая попытка использовать тип значения, например int или bool, вместо Т приведет к ошибке во время компи ляции.
Ниже приведена общая форма ограничения типа значения. where Т : struct
В этой форме ключевое слово struct указывает на то, что аргумент Т должен быть типа значения. (Напомним, что структуры относятся к типам значений.) Следователь но, всякая попытка использовать ссылочный тип, например string, вместо T приведет к ошибке во время компиляции.
Ниже приведен пример, демонстрирующий наложение ограничения ссылочного типа. // Продемонстрировать наложение ограничения ссылочного типа. using System; class MyClass { // ... } // Наложить ограничение ссылочного типа. class Test<T> where Т : class { Т obj; public Test { // Следующий оператор допустим только потому, что // аргумент Т гарантированно относится к ссылочному // типу, что позволяет присваивать пустое значение. obj = null; } // ... } class ClassConstraintDemo { static void Main { // Следующий код вполне допустим, поскольку MyClass является классом. Test<MyClass> х = new Test<MyClass>; // Следующая строка кода содержит ошибку, поскольку // int относится к типу значения. // Test<int> у = new Test<int>; } }
Обратите внимание на следующее объявление класса Test. class Test<T> where T : class {
Ограничение class требует, чтобы любой аргумент Т был ссылочного типа. В дан ном примере кода это необходимо для правильного выполнения операции присваи вания в конструкторе класса Test. public Test { // Следующий оператор допустим только потому, что // аргумент Т гарантированно относится к ссылочному // типу, что позволяет присваивать пустое значение. obj = null; }
В этом фрагменте кода переменной obj типа T присваивается пустое значение. Та кое присваивание допустимо только для ссылочных типов. Как правило, пустое зна чение нельзя присвоить переменной типа значения. (Исключением из этого правила является обнуляемый тип, который представляет собой специальный тип структуры, инкапсулирующий тип значения и допускающий пустое значение (null). Подробнее об этом — в главе 20.) Следовательно, в отсутствие ограничения такое присваивание было бы недопустимым, и код не подлежал бы компиляции. Это один из тех случаев, когда для обобщенного кода может оказаться очень важным различие между типами значений и ссылочными типами.
Ограничение типа значения является дополнением ограничения ссылочного типа. Оно просто гарантирует, что любой аргумент, обозначающий тип, должен быть типа значения, в том числе struct и enum. (В данном случае обнуляемый тип не относится к типу значения.) Ниже приведен пример наложения ограничения типа значения. // Продемонстрировать наложение ограничения типа значения. using System; struct MyStruct { // ... } class MyClass { // ... } class Test<T> where T : struct { T obj; public Test(T x) { obj = x; } // ... } class ValueConstraintDemo { static void Main { // Оба следующих объявления вполне допустимы. Test<MyStruct> х = new Test<MyStruct>(new MyStruct); Test<int> у = new Test<int>(10); // А следующее объявление недопустимо! // Test<MyClass> z = new Test<MyClass>(new MyClass); } }
В этом примере кода класс Test объявляется следующим образом. class Test<T> where Т : struct {
На параметр типа Т в классе Test накладывается ограничение struct, и поэто му к нему могут быть привязаны только аргументы типа значения. Это означает, что объявления Test и Test вполне допустимы, тогда как объявление Test недопустимо. Для того чтобы убедиться в этом, удалите символы ком ментария в начале последней строки приведенного выше кода и перекомпилируйте его. В итоге вы получите сообщение об ошибке во время компиляции. Установление связи между двумя параметрами типа с помощью ограничения
Существует разновидность ограничения на базовый класс, позволяющая установить связь между двумя параметрами типа. В качестве примера рассмотрим следующее объявление обобщенного класса. class Gen<T; V> where V : T {
В этом объявлении оператор where уведомляет компилятор о том, что аргумент типа, привязанный к параметру типа V, должен быть таким же, как и аргумент типа, привязанный к параметру типа Т, или же наследовать от него. Если подобная связь отсутствует при объявлении объекта типа Gen, то во время компиляции возникнет ошибка. Такое ограничение на параметр типа называется неприкрытым ограничением типа. В приведенном ниже примере демонстрируется наложение этого ограничения. // Установить связь между двумя параметрами типа. using System; class А { // ... } class В : А { // ... } // Здесь параметр типа V должен наследовать от параметра типа Т. class Gen<T, V> where V : T { // ... } class NakedConstraintDemo { static void Main { // Это объявление вполне допустимо, поскольку // класс
Обратите внимание на то, что класс В наследует от класса А. Проанализируем далее оба объявления объектов класса Gen в методе Main. Как следует из комментария к первому объявлению Gen<A, В> х = new Gen<A, В>;
оно вполне допустимо, поскольку класс В наследует от класса А. Но второе объявление // Gen<B, А> у = new Gen<B, А>;
недопустимо, поскольку класс А не наследует от класса В. Применение нескольких ограничений
С параметром типа может быть связано несколько ограничений. В этом случае ограничения указываются списком через запятую. В этом списке первым должно быть указано ограничение class либо struct, если оно присутствует, или же ограничение на базовый класс, если оно накладывается. Указывать ограничения class или struct одновременно с ограничением на базовый класс не разрешается. Далее по списку должно следовать ограничение на интерфейс, а последним по порядку — ограничение new. Например, следующее объявление считается вполне допустимым. class Gen<T> where Т : MyClass, IMyInterface, new { // ...
В данном случае параметр типа Т должен быть заменен аргументом типа, наследу ющим от класса MyClass, реализующим интерфейс IMyInterface и использующим конструктор без параметра.
Если же в обобщении используются два или более параметра типа, то ограничения на каждый из них накладываются с помощью отдельного оператора where, как в при веденном ниже примере. // Использовать несколько операторов where. using System; // У класса Gen имеются два параметра типа, и на оба накладываются // ограничения с помощью отдельных операторов where. class Gen<T, V> where T : class where V : struct { T ob1; V ob2; public Gen(T t, V v) { ob1 = t; ob2 = v; } } class MultipleConstraintDemo { static void Main { // Эта строка кода вполне допустима, поскольку // string — это ссылочный тип, a int — тип значения. Gen<string, int> obj = new Gen<string, int>("тест", 11); // А следующая строка кода недопустима, поскольку // bool не относится к ссылочному типу. // Gen<bool, int> obj = new Gencbool, int>(true, 11); } }
В данном примере класс Gen принимает два аргумента с ограничениями, накла дываемыми с помощью отдельных операторов where. Обратите особое внимание на объявление этого класса. class Gen<T, V> where T : class where V : struct {
Как видите, один оператор where отделяется от другого только пробелом. Другие знаки препинания между ними не нужны и даже недопустимы. Получение значения, присваиваемого параметру типа по умолчанию
Как упоминалось выше, при написании обобщенного кода иногда важно провести различие между типами значений и ссылочными типами. Такая потребность возника ет, в частности, в том случае, если переменной параметра типа должно быть присвое но значение по умолчанию. Для ссылочных типов значением по умолчанию является null, для неструктурных типов значений — 0 или логическое значение false, если это тип bool, а для структур типа struct — объект соответствующей структуры с полями, установленными по умолчанию. В этой связи возникает вопрос: какое значение следует присваивать по умолчанию переменной параметра типа: null, 0 или нечто другое? Например, если в следующем объявлении класса Test: class Test<T> { Т obj; // ...
переменной obj требуется присвоить значение по умолчанию, то какой из двух вариантов obj = null; // подходит только для ссылочных типов
или obj = 0; // подходит только для числовых типов и // перечислений, но не для структур
следует выбрать? Для разрешения этой дилеммы можно воспользоваться еще одной формой оператора default, приведенной ниже. default(тип)
Эта форма оператора default пригодна для всех аргументов типа, будь то типы значений или ссылочные типы.
Ниже приведен короткий пример, демонстрирующий данную форму оператора default. // Продемонстрировать форму оператора default. using System; class MyClass { // ... } // Получить значение, присваиваемое параметру типа Т по умолчанию. class Test<T> { public Т obj; public Test { // Следующий оператор годится только для ссылочных типов. // obj = null; // не годится // Следующий оператор годится только для типов значений. // obj = 0; // не годится // А этот оператор годится как для ссылочных типов, // так и для типов значений. obj = default(T); // Годится! } // ... } class DefaultDemo { static void Main { // Сконструировать объект класса Test, используя ссылочный тип. Test<MyClass> х = new Test<MyClass>; if(x.obj == null) Console.WriteLine("Переменная x.obj имеет пустое значение <null>."); // Сконструировать объект класса Test, используя тип значения. Test<int> у = new Test<int>; if(у.obj == 0) Console.WriteLine("Переменная у.obj имеет значение 0."); } }