Г. Шилдт - С#4.0 Полное руководство, страница 7

Метаданные содержатся в том же файле, что и псевдокод МБП.. Управляемый и неуправляемый код Как правило, при написании программы на СФ формируется так называемый уиравляаиыи код. Как пояснялось выше, такой код выполняется под управлением среды СЕЯ, и поэтому на него накладываются определенные ограничения, хотя это и дает ряд преимуществ.

Ограничения накладываются и удовлетворятся довольно просто: ком пи- Глава 1. Создание Св 39 лятор должен сформировать файл МЯЛ, предназначенный для выполнения в среде С(лс, используя при этом библиотеку классов .НЕТ, — и то и другое обеспечивается средствами СФ. Ко многим преимуществам управляемого кода относятся, в частности, современные способы управления памятью, возможность программирования на разных языках, повышение безопасности, поддержка управления версиями и четкая организация взаимодействия программных компонентов.

В отличие от управляемого кода, неуправляемый код не выполняется в среде СЕВ. Следовательно, до появления среды .НЕТ Ргатетеог)с во всех программах для Х(пг(отчз применялся неуправляемый код. Впрочем, управляемый и неуправляемый коды могут взаимодействовать друг с другом, а значит, формирование управляемого кода в СФ совсем не означает, что на его возможность' взаимодействия с уже существующими программами накладываются какие-то ограничения. Общеязыковая спецификация Несмотря на все преимущества, которые среда СЕВ дает управляемому коду, для максимального удобства его использования вместе с программами, написанными на других языках, он должен подчинятся общеязыковой спецификации (Сопппоп Еапяпаяе Врес111са11оп — СЕВ), которая определяет ряд общих свойств для разных .1х(ЕТ-совместимых языков.

Соответствие СЕВ особенно важно при создании программных компонентов, предназначенных для применения в других языках. В СЕВ в качестве подмножества входит общая сипиема типов (Сопптюп Туре Ьузгегп — СТБ), в которой определяются правила, касающиеся типов данных. И разумеется, в СФ поддерживается как С15, так и СТ5. 42 часть с язык С(т компьютера, постепенно приспосабливаясь, главным образом, к повышению сложности программ. Когда, например, появились первые ЭВМ, программирование заключалось в ручном переключении на разные двоичные машинные команды с переднего пульта управления ЭВМ. Такой подход был вполне оправданным, поскольку программы состояли всего из нескольких сотен команд. Дальнейшее усложнение программ привело к разработке языка ассемблера, который давал программистам возможность работать с более сложными программами, используя символическое представление отдельных машинных команд.

Постоянное усложнение программ вызвало потребность в разработке и внедрении в практику программирования таких языков высокого уровня, как, например, РОЕТВАЫ и СОВО(., которые предоставляли программистам больше средств для того, чтобы как-то справиться с постоянно растущей сложностью программ. Но как только возможности этих первых языков программирования были полностью исчерпаны, появились разработки языков структурного программирования, в том числе и С. На каждом этапе развития программирования появлялись методы и инструментальные средства для "обуздания" растущей сложности программ. И на каждом таком этапе новый подход вбирал в себя все самое лучшее из предыдущих, знаменуя собой прогресс в программировании.

Это же можно сказать и об ООП. До ООП многие проекты достигали (а иногда и превышали) предел, за которым структурный подход к программированию оказывался уже неработоспособным. Поэтому для преодоления трудностей, связанных с усложнением программ, и возникла потребность в ООП. ООП вобрало в себя все самые лучшие идеи структурного программирования, объединив их с рядом новых понятий. В итоге появился новый и лучший способ организации программ. В самом общем виде программа может быть организована одним из двух способов: вокруг кода (т.е. того, что фактически происходит) или же вокруг данных (т.е.

того, что подвергается воздействию). Программы, созданные только методами структурного программирования, как правило, организованы вокруг кода. Такой подход можно рассматривать "как код воздействующий на данные". Совсем иначе работают объектно-ориентированные программы. Они организованы вокруг данных, исходя из главного принципа; "данные управляют доступом к коду". В объектно-ориентированном языке программирования определяются данные и код которому разрешается воздействовать на эти данные. Следовательно, тип данных точно определяет операции, которые могут быть выполнены над данными.

Для поддержки принципов ООП все объектно-ориентированные языки программирования, в том числе и СФ, должны обладать тремя общими свойсгвами: инкапсуляцией, полиморфизмом и наследованием. Рассмотрим каждое из этих свойств в отдельности. Инкапсуляция Инкапсуляция — это механизм программирования, объединяющий вместе код и данные, которыми он манипулирует, исключая как вмешательство извне, так и неправильное использование данных. В объектно-ориентированном языке данные и код могут быть объединены в совергпенно автономный черный ящик.

Внутри такого ящика находятся все необходимые данные и код. Когда код и данные связываются вместе подобным образом, создается объект. Иными словами, обьекяг — это элемент, поддерживающий инкапсуляцию. Глава 2. Краткий обзор элементов Се 43 В объекте код, данные или же и то и другое могут быть закрытыми или же оягкрыягымю Закрытые данные или код известны и доступны только остальной части объекта. Это означает, что закрытые данные или код недоступны части программы, находящейся за пределами объекта.

Если же данные или код оказываются открытыми, то они доступны другим частям программы, хотя и определены внутри объекта. Как правило, открытые части объекта служат для организации управляемого интерфейса с закрытыми частями. Основной единицей инкапсуляции в СФ является класс, который определяет форму объекта. Он описывает данные, а также код, который будет ими оперировать.

В СФ описание класса служит для построения объектов, которые являются экземплярами класса. Следовательно, класс, по существу, представляет собой ряд схематических описаний способа построения объекта. Код и данные, составляющие вместе класс, называют членами. Данные, определяемые классом, называют иолягаи, или яеременныжи зкзе маляра. А код, оперирующий данными, содержится в фу»кциях- ыенаг, самым типичным представителем которых является мегяод. В СФ метод служит в качестве аналога подпрограммы.

(К числу других функций-членов относятся свойства, события и конструкторы.) Таким образом, методы класса содержат код, воздействующий на поля, определяемые этим классом. Полиморфизм Полиморфязм, что по-гречески означает "множество форм", — это свойство, позволяющее одному интерфейсу получать доступ к общему классу действий. Простым примером полиморфизма может служить руль автомашины, который выполняет одни и те же функции своеобразного интерфейса независимо от вида применяемого механизма управления автомашиной. Это означает, что руль действует одинаково независимо от вида рулевого управления: прямого действия, с усилением или реечной передачей.

Следовательно, при вращении руля влево автомашина всегда поворачивает влево, какой бы внд управления в ней ни применялся. Главное преимущество единообразного интерфейса заключается в том, что, зная, как обращаться с рулем, вы сумеете водить автомашину любого типа. Тот же самый принцип может быть применен и в программировании. Рассмотрим для примера стек, т.е.

область памяти, функционирующую по принципу "последним пришел — первым обслужен". Допустим, что в программе требуются три разных типа стеков: один — для целых значений, другой — для значений с плавающей точкой, третий — для символьных значений.

В данном примере алгоритм, реализующий все эти стеки, остается неизменным, несмотря на то, что в них сохраняются разнотипные данные. В языке, не являющемся объектно-ориентированным, для этой цели пришлось бы создать три разных набора стековых подпрограмм с разными именами. Но благодаря полиморфизму для реализации всех трех типов стеков в СФ достаточно создать лишь один общий набор подпрограмм. Зная, как пользоваться одним стеком, вы сумеете воспользоваться и остальными. В более общем смысле понятие полиморфизма нередко выражается следующим образом: "один интерфейс — множество методов".

Это означает, что для группы взаимосвязанных действий можно разработать обигий интерфейс. Полиморфизм помогает упростить программу, позволяя использовать один и тот же интерфейс для описания общего класш деис~явии. Выбрать конкретное действие (т.е. метод) в каждом отдельном случае — это задача компилятора.