1629295407-c61bfe4caba98380ea3e7cdae6295416 (846200), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Даже для очень маленьких объектов требуютсясущественные объемы памяти. Для компенсации упомянутых расходов времени ипространства в C# предусмотрены структуры. Структура подобна классу, но она относитсяк типу значений, а не к ссылочным типам.Структуры объявляются с использованием ключевого слова struct и синтаксическиподобны классам.
Формат записи структуры таков:struct имя : интерфейсы {// объявления членов}Элемент имя означает имя структуры.Структуры не могут наследовать другие структуры или классы. Структуры не могутиспользоваться в качестве базовых для других структур или классов. (Однако, подобнодругим C#-типам, структуры наследуют класс object). Структура может реализовать одинили несколько интерфейсов.
Они указываются после имени структуры и отделяютсязапятыми. Как и у классов, членами структур могут быть методы, поля, индексаторы,свойства, операторные методы и события. Структуры могут также определятьконструкторы, но не деструкторы. Однако для структуры нельзя определить конструктор поумолчанию (без параметров). Дело в том, что конструктор по умолчанию автоматическиопределяется для всех структур, и его изменить нельзя. Поскольку структуры неподдерживают наследования, члены структуры нельзя определять с использованиеммодификаторов abstract, virtual или protected.Объект структуры можно создать с помощью оператора new, подобно любомуобъекту класса, но это не обязательно.
Если использовать оператор new, вызываетсяуказанный конструктор, а если не использовать его, объект все равно будет создан, но неинициализирован. В этом случае вам придется выполнить инициализацию вручную.Рассмотрим пример использования структуры для хранения информации о книге.// Демонстрация использования структуры.using System;// Определение структуры.struct Book {public string author;public string title;public int copyright;public Book(string a, string t, int c) {author = a;title = t;copyright = c;}340Часть I. Язык C#}// Демонстрируем использование структуры Book.class StructDemo {public static void Main() {Book book1 = new Book("Herb Schildt","C# A Beginner's Guide",2001);// Вызов явно заданного// конструктора.Book book2 = new Book(); // Вызов конструктора// по умолчанию.Book book3; // Создание объекта без вызова// конструктора.Console.WriteLine(book1.title + ", автор " +book1.author +", (c) " + book1.copyright);Console.WriteLine();if(book2.title == null)Console.WriteLine("Член book2.title содержит null.");// Теперь поместим в структуру book2 данные.book2.title = "Brave New World";book2.author = "Aldous Huxley";book2.copyright = 1932;Console.Write("Теперь структура book2 содержит:\n ");Console.WriteLine(book2.title + ", автор " +book2.author +", (c) " + book2.copyright);Console.WriteLine();// Console.WriteLine(bооk3.title);}}// Ошибка: сначала// необходима// инициализация.book3.title = "Red Storm Rising";Console.WriteLine(book3.title); // Теперь все Ok!Вот результаты выполнения этой программы:C# A Beginner's Guide, автор Herb Schildt, (c) 2001Член book2.title содержит null.Теперь структура book2 содержит:Brave New World, автор Aldous Huxley, (c) 1932Red Storm RisingКак видно из результатов выполнения этой программы, структура может бытьсоздана либо с помощью оператора new, который вызывает соответствующий конструктор,либо простым объявлением объекта.
При использовании оператора new поля структурыбудут инициализированы, причем это сделает либо конструктор по умолчанию (онинициализирует все поля значениями по умолчанию), либо конструктор, определенныйпользователем. Если оператор new не используется, как в случае объектаГлава 12. Интерфейсы, структуры и перечисления341bооk3, созданный таким образом объект остается неинициализированным, и его полядолжны быть установлены до начала использования.При присваивании одной структуры другой создается копия этого объекта. Это —очень важное отличие struct-объекта от сlass-объекта.
Как упоминалось выше,присваивая одной ссылке на класс другую, вы просто меняете объект, на который ссылаетсяпеременная, стоящая с левой стороны от оператора присваивания. А присваивая однойstruct-переменной другую, вы создаете копию объекта, указанного с правой стороны отоператора присваивания. Рассмотрим, например, следующую программу:// Копирование структуры.using System;// Определяем структуру.struct MyStruct {public int x;}// Демонстрируем присваивание структуры.class StructAssignment {public static void Main() {MyStruct a;MyStruct b;a.x = 10;b.x = 20;Console.WriteLine("a.x {0}, b.x {1}", a.x, b.x);a = b;b.x = 30;}}Console.WriteLine("a.x {0}, b.x {1}", a.x, b.x);Эта программа генерирует следующие результаты.a.x 10, b.x 20a.x 20, b.x 30Как подтверждают результаты выполнения этой программы, после присваиванияа = b;структурные переменные а и b по-прежнему не зависят одна от другой.
Другими словами,переменная а никак не связана с переменной b, если не считать, что переменная а содержиткопию значения переменной b. Будь а и b ссылками на классы, все обстояло бы подругому. Рассмотрим теперь class-версию предыдущей программы.// Копирование класса.using System;// Определяем класс.class MyClass {public int x;}// Теперь покажем присваивание объектов класса.342Часть I. Язык C#class ClassAssignment {public static void Main() {MyClass a = new MyClass();MyClass b = new MyClass();a.x = 10;b.x = 20;Console.WriteLine("a.x {0}, b.x {1}", a.x, b.x);a = b;b.x = 30;}}Console.WriteLine("a.x {0}, b.x {1}", a.x, b.x);Вот какие результаты получены при выполнении этой программы:a.x 10, b.x 20a.x 30, b.x 30Как видите, после присваивания объекта b переменной а обе переменные ссылаютсяна один и тот же объект, т.е. на тот, на который изначально ссылалась переменная b.Зачем нужны структурыВы могли бы выразить удивление, почему C# включает тип struct, если, казалосьбы, он представляет собой “слаборазвитую” версию типа class.
Ответ следует искать вэффективности и производительности. Поскольку структуры — это типы значений, ониобрабатываются напрямую, а не через ссылки. Таким образом, тип struct не требуетотдельной ссылочной переменной. Это означает, что при использовании структуррасходуется меньший объем памяти. Более того, благодаря прямому доступу к структурам,при работе с ними не снижается производительность, что имеет место при доступе кобъектам классов. Поскольку классы — ссылочные типы, доступ к их объектамосуществляется через ссылки. Такая косвенность увеличивает затраты системных ресурсовпри каждом доступе. Структуры этим не страдают.
В общем случае, если вам нужнохранить небольшую группу связанных данных, но не нужно обеспечивать наследование ииспользовать другие достоинства ссылочных типов, тип struct может оказаться болеепредпочтительным вариантом.Рассмотрим еще один пример, демонстрирующий, как использовать структуру напрактике. Эта программа имитирует запись транзакции. Одна запись содержит заголовокпакета с его номером и длиной. За этими данными указывается номер счета и объемтранзакции. Поскольку заголовок пакета представляет собой самодостаточную единицуинформации, он организован в виде структуры.
Эту структуру затем можно использоватьдля создания записи транзакции или любого другого типа информационного пакета.// Структуры прекрасно работают при группировании данных.using System;// Определяем структуру пакета.struct PacketHeader {public uint packNum; // Номер пакета.public ushort packLen; // Длина пакета.}Глава 12. Интерфейсы, структуры и перечисления343// Используем структуру PacketHeader для создания// электронной записи транзакции.class Transaction {static uint transacNum = 0;PacketHeader ph;// Включаем в транзакцию// структуру PacketHeader.string accountNum;double amount;public Transaction(string acc, double val) {// Создаем заголовок пакета.ph.packNum = transacNum++;ph.packLen = 512; // arbitrary lengthaccountNum = acc;amount = val;}}// Имитируем транзакцию.public void sendTransaction() {Console.WriteLine("Пакет #: " + ph.packNum +", Длина: " + ph.packLen +",\n Счет #: " + accountNum +", Сумма: {0:C}\n", amount);}// Демонстрируем использование пакетной обработки.class PacketDemo {public static void Main() {Transaction t = new Transaction("31243", -100.12);Transaction t2 = new Transaction("AB4655", 345.25);Transaction t3 = new Transaction("8475-09", 9800.00);}}t.sendTransaction();t2.sendTransaction();t3.sendTransaction();При выполнении этой программы были получены следующие результаты.Пакет #: 0, Длина: 512,Счет #: 31243, Сумма: ($100.12)Пакет #: 1, Длина: 512,Счет #: АВ4655, Сумма: $345.25Пакет #: 2, Длина: 512,Счет #: 8475-09, Сумма: $9,800.00Выбор для данных PacketHeader типа структуры вполне оправдан, поскольку этиданные имеют небольшой объем, не наследуются и даже не содержат методов.
В качествеструктуры объект типа PacketHeader не требует дополнительных затрат системныхресурсов на доступ через ссылку, как в случае класса. Таким образом, структуруPacketHeader можно использовать для записей транзакций любого типа без ущерба дляэффективности.344Часть I. Язык C#Интересно отметить, что в языке C++ также можно определять структуры с помощьюключевого слова struct. Однако C#- и C++-структуры имеют кардинальное отличие.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
