Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №9
Шрифт:
Вернемся к классу Rational, спроектированному в предыдущей лекции. Очевидно, что его вполне разумно представить в виде структуры. Наследование ему не нужно. Семантика присваивания развернутого типа больше подходит для рациональных чисел, чем ссылочная семантика, ведь рациональные числа — это еще один подкласс арифметического класса. В общем, класс Rational — прямой кандидат в структуры. Зададимся вопросом, насколько просто объявление класса превратить в объявление структуры? Достаточно ли заменить слово class словом struct? в данном случае одним словом не обойтись. Есть одно мешающее ограничение на структуры. В конструкторе класса Rational
public struct Rational
{
public Rational(int a, int b)
{
if(b==0) {m=0; n=1;}
else
{
//приведение знака
if(b<0) {b=-b; a=-a;}
//приведение к несократимой дроби
int р = 1, m1=a, n1 =b;
m1=Math.Abs(m1); nl =Math.Abs(n1);
if(n1>ml){p=m1; m1=n1; n1=p;}
do
{
p = m1%n1; m1=n1; n1=p;
}while (n1!=0);
p=m1;
m=a/p; n=b/p;
}
}//Конструктор
// поля и методы класса
}
Все остальное остается без изменения. Приведу пример работы с рациональными числами, представленными структурой:
public void TwoSemantics
{
Rational r1 = new Rational(1,3), r2 = new Rational (3,5);
Rational r3, r4;
r3 = r1+r2; r4 = r3;
if(r3 >1) r3 = r1+r3 + Rational.One;
else r3 = r2+r3 — Rational.One;
r3.PrintRational("r3"); r4.PrintRational("r4");
}
В этом примере используются константы, работает статический конструктор, закрытый конструктор, перегруженные операции сравнения, арифметические выражения над рациональными числами. В результате вычислений r3 получит значение 8/15, r4=14/15. Заметьте, аналогичный пример для класса Rational даст те же результаты. Для класса Rational и структуры Rational нельзя обнаружить разницу между ссылочным и развернутым присваиванием. Это связано с особенностью класса Rational — он по построению относится к неизменяемым (immutable) классам, аналогично классу string. Операции этого класса не изменяют поля объекта, а каждый раз создают новый объект. В этом случае можно считать, что объекты класса обладают присваиванием развернутого типа.
Встроенные структуры
Как уже говорилось, все значимые типы языка реализованы структурами. В библиотеке FCL имеются и другие встроенные структуры. Рассмотрим в качестве примера структуры Point, PointF, Size, SizeF и Rectangle, находящиеся в пространстве имен System.Drawing и активно используемые при работе с графическими объектами. Первые четыре структуры имеют два открытых поля х и y (Height и Width), задающие для точек — структур Point и PointF — координаты, целочисленные или в форме с плавающей точкой. Для размеров — структур Size и SizeF — они задают высоту и ширину, целочисленными значениями или в форме с плавающей точкой. Структуры Point и Size позволяют задать прямоугольную область — структуру Rectangle. Конструктору прямоугольника можно передать в качестве аргументов две структуры — точку, задающую координаты левого верхнего угла прямоугольника,
Между четырьмя структурами определены взаимные преобразования: точки можно преобразовать в размеры и наоборот, сложение и вычитание определено над точками и размерами, но не над точками, плавающий тип которых разными способами можно привести к целому. Ряд операций над этими структурами продемонстрирован в следующем примере:
public void TestPointAndSize
{
Point pt1 = new Point(3,5), pt2 = new Point(7,10), pt3;
PointF pt4 = new PointF(4.55f,6.75f);
Size sz1 = new Size(10,20), sz2;
SizeF sz3 = new SizeF(10.3f, 20.7f);
pt3 = Point.Round(pt4);
sz2 = new Size (pt1);
Console.WriteLine ("pt1: " + pt1);
Console.WriteLine ("sz2 =new Size (pt1): " + sz2);
Console.WriteLine ("pt4: " + pt4);
Console.WriteLine("pt3 =Point.Round(pt4): " + pt3);
pt1.Offset (5,7);
Console.WriteLine ("pt1.Offset(5,7): + pt1);
Console.WriteLine ("pt2: " + pt2);
pt2 = pt2 + sz2;
Console.WriteLine ("pt2= pt2 + sz2: " + pt2)
}//TestPointAndSize
Результаты его выполнения показаны на рис. 17.1
Рис. 17.1. Операции над точками и размерами
Отметим, что метод Tostring, определенный для этих структур, выдает строку со значениями полей в приемлемой для восприятия форме.
Еще раз о двух семантиках присваивания
В заключение разговора о ссылочных и развернутых типах построим класс CPoint, являющийся полным аналогом структуры Point. Не буду приводить описание этого класса — надеюсь, оно достаточно понятно. Ограничусь примером, в котором аналогичные действия выполняются над объектами, принадлежащими структуре Point и классу CPoint:
public void TestTwoSemantics
{
Console.WriteLine("Структуры: присваивание развернутого типа!");
Point pt1 = new Point(3,5), pt2;
pt2 = pt1;
Console.WriteLine ("pt1: " + pt1);
Console.WriteLine ("pt2=pt1: " + pt2);
pt1.X +=10;
Console.WriteLine ("pt1.X =pt1.X +10: " + pt1);
Console.WriteLine ("pt2: " + pt2);
Console.WriteLine("Классы: присваивание ссылочного типа!");
CPoint cpt1 = new CPoint(3,5), cpt2; cpt2 = cpt1;
Console.WriteLine ("cpt1: " + cpt1);
Console.WriteLine ("cpt2=cpt1: " + cpt2);
cpt1.X +=10;
Console.WriteLine ("cptl.X =cpt1.X +10: " + cpt1);
Console.WriteLine ("cpt2: " + cpt2);
}
Результаты вычислений показаны на рис. 17.2.
Рис. 17.2. Две семантики присваивания
Действия над объектами Point и CPoint выполняются аналогичные а результаты получаются разные: в конце вычислений pt1 и pt2 различны, a cpt1 и cpt2 совпадают.
Перечисления
Перечисление — это частный случай класса, класс, заданный без собственных методов. Перечисление задает конечное множество возможных значений, которые могут получать объекты класса перечисление. Поскольку у перечислений нет собственных методов, то синтаксис объявления этого класса упрощается — остается обычный заголовок и тело класса, содержащее список возможных значений. Вот формальное определение синтаксиса перечислений– .