Страница 334 из 371
class Change
{
static public void Swap<T>(ref T x1, ref T x2)
{
T temp;
temp = x1; x1 = x2; x2 = temp;
}
}
Как видите, сам класс в данном случае не имеет родовых параметров, но зато универсальным является статический метод класса swap, имеющий родовой параметр типа T. Этому типу принадлежат аргументы метода и локальная переменная temp. Всякий раз при вызове метода ему, наряду с фактическими аргументами, будет передаваться и фактический тип, заменяющий тип T в описании метода. О некоторых деталях технологии подстановки и выполнения метода поговорим в конце лекции, сейчас же лишь отмечу, что реализация вызова универсального метода в C# не приводит к существенным накладным расходам.
Рассмотрим тестирующую процедуру из традиционного для наших примеров класса Testing, в которой интенсивно используется вызов метода swap для различных типов переменных:
public void TestSwap()
{
int x1 = 5, x2 = 7;
Console.WriteLine("до обмена: x1={0}, x2={1}",x1, x2);
Change.Swap<int>(ref x1, ref x2);
Console.WriteLine("после обмена: xl={0}, x2={1}", x1, x2);
string s1 = "Савл", s2 = "Павел";
Console.WriteLine("до обмена: s1={0}, s2={1}", s1, s2);
Change.Swap<string>(ref s1, ref s2);
Console.WriteLine("после обмена: s1={0}, s2={1}", s1, s2);
Person pers1 = new Person("Савлов", 25, 1500);
Person pers2 = new Person("Павлов", 35, 2100);
Console.WriteLine("до обмена: ");
pers1.PrintPerson (); pers2.PrintPerson ();
Change.Swap<Person>(ref pers1, ref pers2);
Console.WriteLine("после обмена: ");
pers1.PrintPerson (); pers2.PrintPerson ();
}
Обратите внимание на строки, осуществляющие вызов метода:
Change.Swap<int>(ref x1, ref x2);
Change.Swap<string>(ref s1, ref s2);
Change.Swap<Person>(ref pers1, ref pers2);
В момент вызова метода передаются фактические аргументы и фактические типы. В данном примере в качестве фактических типов использовались встроенные типы int и string и тип Person, определенный пользователем. Общая ситуация такова: если в классе объявлен универсальный метод со списком параметров M<T1,…Tn> (…), то метод вызывается следующим образом: M<TYPE1,… TYPEn> (…), где TYPE1 — это конкретные типы.
Еще раз напомню, что все эти примеры построены в Whidbey, и вот как выглядят внешний вид среды разработки и окно с результаты работы этой процедуры.
Рис. 22.1. Результаты работы универсальной процедуры swap
В этом примере использовался класс Person, и поскольку он появится и в следующих примерах, то приведу его текст:
class Person
{
public Person(string name, int age, double salary)
{
this.name = name; this.age = age; this.salary = salary;
}
public string name;
public int age;
public double salary;
public void PrintPerson()
{
Console.WriteLine("name= {0}, age = {1}, salary ={2}", name, age, salary);
}
}
Два основных механизма объектной технологии
Наследование и универсальность являются двумя основными механизмами, обеспечивающими мощность объектной технологии разработки. Наследование позволяет специализировать операции класса, уточнить, как должны выполняться операции. Универсализация позволяет специализировать данные, уточнить, над какими данными выполняются операции.
Эти механизмы взаимно дополняют друг друга. Универсальность можно ограничить (об этом подробнее будет сказано ниже), указав, что тип, задаваемый родовым параметром, обязан быть наследником некоторого класса и/или ряда интерфейсов. С другой стороны, когда формальный тип T заменяется фактическим типом TFact, то там, где разрешено появляться объектам типа TFact, разрешены и объекты, принадлежащие классам-потомкам TFact.
Эти механизмы в совокупности обеспечивают бесшовный процесс разработки программных систем, начиная с этапов спецификации и проектирования системы и заканчивая этапами реализации и сопровождения. На этапе задания спецификаций появляются абстрактные, универсальные классы, которые в ходе разработки становятся вполне конкретными классами с конкретными типами данных. Механизмы наследования и универсализации позволяют существенно сократить объем кода, описывающего программную систему, поскольку потомки не повторяют наследуемый код своих родителей, а единый код универсального класса используется при каждой конкретизации типов данных. На рис. 22.2 показан схематически процесс разработки программной системы.
Рис. 22.2.1. 1: Этап проектирования: абстрактный класс с абстрактными типами
Рис. 22.2.2. 2: Наследование: уточняется представление данных; задается или уточняется реализация методов родителя
Рис. 22.2.3. 3: Родовое порождение: уточняются типы данных; порождается класс путем подстановки конкретных типов
На этапе спецификации, как правило, создается абстрактный, универсальный класс, где задана только сигнатура методов, но не их реализация; где определены имена типов, но не их конкретизация. Здесь же, используя возможности тегов класса, формально или неформально задаются спецификации, описывающие семантику методов класса. Далее в ходе разработки, благодаря механизму наследования, появляются потомки абстрактного класса, каждый из которых задает реализацию методов. На следующем этапе, благодаря механизму универсализации, появляются экземпляры универсального класса, каждый из которых выполняет операции класса над данными соответствующих типов.
Для наполнения этой схемы реальным содержанием давайте рассмотрим некоторый пример с прохождением всех трех этапов.
Стек. От абстрактного, универсального класса к конкретным версиям
Возьмем классическую задачу определения стека. Следуя схеме, определим абстрактный универсальный класс, описывающий всевозможные представления стеков:
/// <summary>
/// Абстрактный класс GenStack<T> задает контейнер с
/// доступом LIFO:
/// Функции:
/// конструктор new: — > GenStack<T>
/// запросы:
/// item: GenStack — > T
/// empty: GenStack — > Boolean
/// процедуры:
/// put: GenStack*T — > GenStack
/// remove: GenStack — > GenStack
/// ксиомы:
/// remove(put (s, x)) = s
/// item(put(s,x)) = x
/// empty(new)= true
/// empty(put(s,x)) = false
/// </summary>
abstract public class GenStack<T>
{
/// <summary>
/// require: not empty ();
/// </summary>
/// <returns> элемент вершины(последний пришедший)</returns>
abstract public T item();
/// <summary>
/// require: not empty();