Нэш Трей - C# 2010. Ускоренный курс для профессионалов (2010) (1160865), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Это замечательная вещь для тех, кто пытается достичь максимальной безопасности типов. Например, классы и структуры могут реализовывать 1СоиратаЬ1е<Т> и/или 1СопсратаЬ1е, равно кэк и 1ес(пагаь1е<т>. Естественно, 1совсратзь1е<т> — более безопасная в отношении типов версия 1СопсратаЬ1е, и потому ей следует отдавать предпочтение, когда это возможно. Обобщения 345 на заметку! тип 1е9оагаые<т> был добавлен в .Нет 2.0 и представляет собой безопасный к типам интерфейс, через который можно обеспечивать проверку эквивалентности как типов значений, так и ссылочных типов.
В пространстве имен яуясея. Со11ест№опя. Сепег№с также определен целый набор интерфейсов. представляющих собой обобщенные версии интерфейсов из пространства имен Буяге~.со11есг№опя. В их число входят 1со11есгьоп<т>, 1Р1сг1опагу<ткеу, ТЧа1ие> и 111яс<Т>. Два из них имеют специальное назначение: 1Еппвегагог<Т> и 1ЕпппегаЬ1е<Т>'. В команде разработчиков из М1сгоэой решили, что будет хорошей идеей наследовать 1Еппвегасог<Т> от 1Еппвегасог,а 1ЕппаегаЬ1е<Т> — от 1е~плпе гаЬ1е. Это решение вызвало немало споров.
Андерс Хейлсберг (Апдегя Не)!яЬегд). "отец" языка С№, указывает, что 1еппаегаЬ1е<Т> унаследован от 1ЕпитегаЬ1е, потому что может это делать. Его аргументы звучат примерно так: только представьте, насколько было бы хорошо, если бы контейнер, реализующий 1ьгяс<Т>, также реализовал 1Е№яс. Если 111яс<Т> наследуется от 111 я с, это заставит автора контейнера реализовать две версии метода Аг(т): Ас(т(<Т> и Аоб. Но если конечный пользователь сможет вызывать необобщенный Аоо, то весь выигрыш дополнительной безопасности типа 111яс<Т> будет утерян, поскольку само наличие Ас(с) делает уязвимой реализацию контейнера к исключениям приведения типов, генерируемых во время выполнения.
Поэтому наследование 111яг<т> от 111яг — плохая идея. С другой стороны, 1епонегаые<т> и 1епптегагог<т> отличаются от других обобщенных интерфейсов в том, что тип Т используется только в возвращаемых значениях. Поэтому никакой утери безопасности типов не происходит. когда реализованы оба. На заметку! Это еще один пример ковариантности. Это оправдывает утверждение о том, что 1ЕпптегаЬ1е<Т> может наследоваться от 1епптегаь1е. а 1еппкегагог<т> — от 1епивегагогтолькопотому,что они могут этоделать.
Один из разработчиков в М(сгозой. работавших над библиотекой .)чЕТ Егашечюг)г. говорил, что 1еппп!егаЬ1е<т> и 1епптегагог<т> реализованы таким образом для того, чтобы компенсировать недостаток ковариантности обобщений. Не мудрено сбиться с толку. Однако это все стало менее актуальным с тех пор, как в С№ 4.0 появился синтаксис, позволяющий реализовывать ковариантные обобщенные интерфейсы. Кодирование типа, реализующего 1ЕпотегаЬ1е<Т>, требует некоторых ухищрений — в том смысле, что реализовать метод 1ЕпптегаЬ1е нужно с использованием явной реализации интерфейса. Более того, чтобы не вводить в заблуждение компилятор, можно иметь полностью квалифицированный 1еп~ппегаЫе, с указанием его пространства имен, как показано в следующем примере: пя1по Яуяпеьн пя1пч Яуясеа.сс11есс1опя.сепег1с; риЬ11с с1аяя МуСоппэзпег<Т>: 1ЕппвегэЫе<Т> ( рпЬ11с чо1О Асс( Т геена ) ( 1вр1.лоо( Тпев )! ) рпЫ№с чоха Асс<К>( Мусоппа1пет<К> оснегСопсагпег, Сопчегсег<К, Т> сопчегсег ) ( В главе 9 раскрываются возможности, предоставляемые 1Еп иве гасо г<Т> и 1впьае гаЬ1е<т>, а также то, как их легко реализовать с использованием итераторов С№.
346 Глава 11 Готеасл( Е веет 1п огпетСоптагпет ) ( Тпр1.АБО( сопчеттет(ТСеп) )) ) рпЬ11с 1Епсаетагст<Т> Бегкпсаетатот О ( Тотезсп( Т стет 1п Епр1 ) ( уге1О тетотп 1Сепгт ) БузСеп.Со11есггопз.1Еппаегатот Бузтет.СЬ11есС1опз.1ЕппаетаЬ1е.беСЕппаегатог О ( тесогп Бескпппегасот О; рттчаСе Ьсзт<Т> Тнр1 = пеи Е1зт<Т> О г Проблемы выбора и их решение В этом разделе будет приведен ряд примеров создания обобщенных типов, которые продемонстрируют полезные приемы написания обобщенного кода. Поверьте, что путь к овладению приемами эффективного использования обобщений время от времени содержит немало сюрпризов, поскольку иногда приходится вести разработку неестественным и запутанным образом, при этом делая нечто вполне концептуально естественное. На заметку( Многие из вас, несомненно, почувствуют себя неуютно, если к обобщениям пришлось перейти от нотации шаблонов С++, при этом столкнувшись с ограничениями, продиктованными динамической природой обобщений.
Преобразования и операции внутри обобщенных типов Преобразование от одного типа к другому или применение операций к параметризованным типам внутри обобщений — неизбежно непростая задача. Чтобы проиллюстрировать это, давайте разработаем обобщенную структуру Согпр1ех, представляющую комплексное число. Предположим, что необходимо иметь возможность указывать тип значения, используемый внутри этого класса для представления реальной и мнимой частей комплексного числа.
Этот пример довольно надуманный, поскольку обычно вполне достаточно представлять компоненты комплексного числа чем-нибудь вроде Бузсепт. БопЬ1е. Однако для примера давайте примем, что компоненты должны быть представлены с помощью типа Бузсепг. 1псбч. Во время обсуждения, чтобы не загромождать пример и сосредоточиться на проблемах, касающихся обобщений, все канонические конструкции, которые должна реализовать обобщенная структура Соар1ех, будут игнорироваться.
Начать можно со следующей реализации структуры С р1 „; пвгпд Бузтетм рпь11с зсгпсс соар1ех<т> влете Т: эттпсс ( ровагс Соар1ех( Т геа1, Т Ттад1пату ) ( Спгв.теа1 = теэ1; Сптв.саасспзту = 1паоспэтуг Обобщения 347 риЫтс Т Неа1 ( дег ( геТигп геа1) ) вег ( геа1 ча1ие) ) риЬ1тс Т 1пд ( дег ( тегигп 1пад1пагу) зег ( тпадтпагу = ча1ие) ) ) рг1чаТе Т геа1) рг1чаТе Т тпадтпату) риЫтс с1азв ЕпТгуРотпТ ( втагтс чо1о Ма1п() ( Сопр1ех<1пгб4> с = пеи Сопр1ех<1пТб4>( 4, 5 )) ) ) Это хорошее начало.
но давайте сделаем этот тип значений несколько более полезным. Можно получить выигрыш от наличия свойства мадптгибе, которое возвращает квадратный корень из результата умножения двух компонентов. Попробуем добавить это свойство: ивтпд Яузгеп; риЫтс вТгисТ Сопр1ех<Т> нпеге Т: зггисг ( риЫтс Соп1р1ех( Т теа1, Т 1пад1пагу ) ( ТЬ1з.геа1 = геа14 ТЬ1я.тпадгпагу = тпадтпагу; ) риЫТс Т Реа1 ( дег ( гегигп геа1; ) вет ( геа1 = ча1ие; ) риЫТс Т 1пд ( дет ( гетигп тпад1пагу; ) зег ( тпадтпагу = ча1ие; ) ) риЬ11с Т МадпТТисе ( деТ ( // НЕ КОМПИЛИРУЕТСЯ!!! гегигп МаТЬ.Ядгг( геа1 * геа1 + тпад1пагу * Тпадтпату ) ) ргбчаге Т геа1; ргтчате Т 1пад1пагуя ) риЬ11с с1азз Епггуро1пг ( згаТтс чотб Ма1п() ( Сопр1ех<1пгб4> с = пею Сопр1ех<1пгб4>( 3, 4 ); Сопзо1е ИТ1ТеЬ1па( "Мадптгибе тв (0)", с.МадптТибе ); ) ) 348 Глава 1! Если вы попытаетесь скомпилировать этот код, то наверняка удивитесь, получив следующую ошибку компиляции; еггог СЯ0019: Орегаяот '*' саппоя Ье арр11еб то оретапбя ол Суре 'Т' апб 'Т' одд<бка С$0019: Операция * не может быть применена к операндам типов Т и Т иятпд Яуяяевл риЬ1тс яттисс совр1ех<т> нлете Т: яятист, 1СопчетттЬ1е ( // делегат для выполнения умножения.
риЫ1с бе1едате Т В1пагуор( Т ча11, Т ча12 риЫтс Совр1ех( Т геа1, Т твадапату, В1патуор ви11, В1патуор ас)б, Сопчегтет<боиЬ1е, Т> сопчТоТ ) ( тЬ1я.теа1 = геа1; ЬЫя.твад1пагу .= 1вад1пату; тЬ1я.ви11 = ви11; ГЬТя.абб = або; тЫя.сопчТоТ = сопчТоТл риытс т Веа1 ( дел ( гетитп геа1л ) яея ( геа1 = ча1ие; ) ) риЫтс Т 1вд ( дел ( теситп 1вад1пату; ) яес ( ттадтпагу = ча1ие; ) риЫ1с Т Мадпасибе ( дег ( боиЫе вадп11ибе = Матл. Ядтт ( Сопчетт.ТоОоиЬ1е (абб (ви11 (геа1, теа1) ви11(1вадтпату, твад1пату))) )1 тЕтитп сопчТоТ( вадп11ибе ); рттчате ртачате рт1чате рт1чаяе рттчате Т геа1; Т 1вадапагу; Втпагубр ви1т; В1пагуор або; Сопчеттег<боиЬ1е, Т> сопчТоТл Это блестящий пример проблемы с использованием операций в обобщенном коде.
Ошибка во время компиляции порождена необходимостью компилировать обобщенный код обобщенным способом, с учетом того, что конструируемые типы формируются во время выполнения и могут быть получены из типов значений, не поддерживающих операцию. В этом случае компилятор никак не может узнать, сумеет ли тип, подставленный вместо Т в конструируемом типе, когда-то в будущем поддержать операцию умножения.
Что же делать? Распространенньлй прием заключается в том, чтобы вынести эту операцию эа пределы определения Совр1ех<Т>. Подходящим инструментом для этого может быть делегат. Рассмотрим пример Совр1ех<т>. в котором тан и сделано: Обобщения 349 рпЬ11с с1аээ ЕппгуРо1пс ! впвггс чо1О Ма1п() ( Сопр1ех<1пп64> с = пен Сотр1ех<1ппб4>( 3, 4, ЕпггуРо1пт.ип1тгр1у1пг64, Епсгуро1пГ.АСС1ппб4, ЕпсгуРо1пт.оопп)еТо1ппб4 Сопэо1е.игзсеь1пе( "Модуль равен (О)", с.Мачпьппое ) этас1с 1псб4 Мп1ггр1у1ппб4( 1пс64 ча11, 1псб4 на12 ) ( гетпгп на11 * на12; ) вгапзс 1пс64 Аг(г(1птб4( 1пп64 ча11, 1пп64 ча12 ) ( геспгп на11 + чв12г ) зсат1с 1ппб4 ОоиЬ1ето1пс64( г)опЪ1е г) ) ( гегпгп Сопчегс.то1пп64( О )г ) ) Возможно, глядя на этот код, вы недоумеваете, что пошло не так, и почему настолько возросла сложность, когда понадобилось всего лишь найти выдуманное определение модуля комплексного числа.
Как уже упоминалось, пришлось ввести делегат для внешней по отношению к обобщенному типу обработки операции умножения. Делегат определен как Сопр1ех<Т>.Мп1сар1у. Конструктор Согпр1ех<Т> должен получить третий параметр, ссылающийся на метод, который будет использовать делегат для выполнения умножения. В данном случае умножение выполняет епггуро1пг.мп1г1р1у1ппб4. Таким образом, когда свойству Мадп1 Пп г(е нужно перемножить компоненты, оно должно использовать делегат вместо обычной операции умножения. Естественно, при вызове делегата в конечном итоге он сведет все к операции умножения. Однако применение операции теперь вынесено за пределы обобщенного типа Согпр1ех<Т>. Несложно заметить, что аналогичная техника применяется и для операции сложения.
Несомненно, вы заметили усложнение методов доступа свойства. Метод магь. ячгс принимает тип Яузгею. ВопЬ1е. Это объясняет вызов метода Сопчегс. ТоропЬ1е. Чтобы все проходило гладко, к Т добавлено ограничение, чтобы этот тип обеспечивал поддержку 1Сопчегс1Ь1е. Но это еще не все. Метод Магн. яг(гг возвращает яузпев. ропЬ1е, и этот тип значения должен быть преобразован обратно в Т. При этом нельзя полагаться на класс яуэгепг. Сопчегг, потому что на момент компиляции неизвестно, какой тип придется преобразовывать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
