Полное руководство. С# 4.0
Шрифт:
И во-вторых, ограничение на базовый класс гарантирует использование только тех аргументов типа, которые поддерживают указанный базовый класс. Это означа ет, что для любого ограничения, накладываемого на базовый класс, аргумент типа должен обозначать сам базовый класс или производный от него класс. Если же по пытаться использовать аргумент типа, не соответствующий указанному базовому классу или не наследующий его, то в результате возникнет ошибка во время компи ляции.
Ниже приведена общая форма наложения ограничения на базовый класс, в кото рой используется оператор where: where Т : имя_базового_класса
где T обозначает имя параметра типа, а имябазовогокласса — конкретное имя ограничиваемого базового класса. Одновременно в этой форме ограничения может быть указан только один
В приведенном ниже простом примере демонстрируется механизм наложения ограничения на базовый класс. // Простой пример, демонстрирующий механизм наложения // ограничения на базовый класс. using System; class А { public void Hello { Console.WriteLine("Hello"); } } // Класс В наследует класс А. class В : А { } // Класс С не наследует класс А. class С { } // В силу ограничения на базовый класс во всех аргументах типа, // передаваемых классу Test, должен присутствовать базовый класс А. class Test<T> where Т : А { Т obj; public Test(Т о) { obj = о; } public void SayHello { // Метод Hello вызывается, поскольку он объявлен в базовом классе А. obj.Hello; } } class BaseClassConstraintDemo { static void Main { A a = new A; В b = new В; С с = new С; // Следующий код вполне допустим, поскольку класс А указан как базовый. Test<A> t1 = new Test<A>(a); t1.SayHello; // Следующий код вполне допустим, поскольку класс В наследует от класса А. Test<B> t2 = new Test<B>(b); t2.SayHello; // Следующий код недопустим, поскольку класс С не наследует от класса А. // Test<C> t3 = new Test<C>(c); // Ошибка! // t3.SayHello; // Ошибка! } }
В данном примере кода класс А наследуется классом В, но не наследуется классом С. Обратите также внимание на то, что в классе А объявляется метод Hello, а класс Test объявляется как обобщенный следующим образом. class Test<T> where Т : А {
Оператор where в этом объявлении накладывает следующее ограничение: любой аргумент, указываемый для типа Т, должен иметь класс А в качестве базового.
А теперь обратите внимание на то, что в классе Test объявляется метод SayHello, как показано ниже. public void SayHello { // Метод Hello вызывается, поскольку он объявлен в базовом классе А. obj.Hello; }
Этот метод вызывает в свою очередь метод Hello для объекта obj типа Т. Любо пытно, что единственным основанием для вызова метода Hello служит следующее требование ограничения на базовый класс: любой аргумент типа, привязанный к типу Т, должен относиться к классу А или наследовать от класса А, в котором объявлен ме тод Hello. Следовательно, любой допустимый тип Т будет также определять метод Hello. Если бы данное ограничение на базовый класс не было наложено, то компи лятору ничего не было бы известно о том, что метод Hello может быть вызван для объекта типа Т. Убедитесь в этом сами, удалив оператор where из объявления обоб щенного класса Test. В этом случае программа не подлежит компиляции, поскольку теперь метод Hello неизвестен.
Помимо разрешения доступа к членам базового класса, ограничение на базовый класс гарантирует, что в качестве аргументов типа могут быть переданы только те типы данных, которые наследуют базовый класс. Именно поэтому приведенные ниже стро ки кода закомментированы. // Test<C> t3 = new Test<C>(c); // Ошибка! // t3.SayHello; // Ошибка!
Класс С не наследует от класса А, и поэтому он не может использоваться в качестве аргумента типа при создании объекта типа Test. Убедитесь в этом сами, удалив сим волы комментария и попытавшись перекомпилировать этот код.
Прежде чем продолжить изложение дальше, рассмотрим вкратце два последствия наложения ограничения на базовый класс. Во-первых, это ограничение разрешает до ступ к членам базового класса из обобщенного класса. И во-вторых, оно гарантирует допустимость только тех аргументов типа, которые удовлетворяют данному ограниче нию, обеспечивая тем самым типовую безопасность.
В предыдущем примере показано, как накладывается ограничение на базовый класс, но из него не совсем ясно, зачем это вообще нужно. Для того чтобы особое зна чение ограничения на базовый класс стало понятнее, рассмотрим еще один, более практический пример. Допустим, что требуется реализовать механизм управления списками телефонных номеров, чтобы пользоваться разными категориями таких спи сков, в частности отдельными списками для друзей, поставщиков, клиентов и т.д. Для этой цели можно сначала создать класс PhoneNumber, в котором будут храниться имя абонента и номер его телефона. Такой класс может иметь следующий вид. // Базовый класс, в котором хранятся имя абонента и номер его телефона. class PhoneNumber { public PhoneNumber(string n, string num) { Name = n; Number = num; } // Автоматически реализуемые свойства, в которых // хранятся имя абонента и номер его телефона. public string Number { get; set; } public string Name { get; set; } }
Далее создадим классы, наследующие класс PhoneNumber: Friend и Supplier. Эти классы приведены ниже. // Класс для телефонных номеров друзей. class Friend : PhoneNumber { public Friend(string n, string num, bool wk) : base(n, num) { IsWorkNumber = wk; } public bool IsWorkNumber { get; private set; } // ... } // Класс для телефонных номеров поставщиков. class Supplier : PhoneNumber { public Supplier(string n, string num) : base(n, num) { } // ... }
Обратите внимание на то, что в класс Friend введено свойство IsWorkNumber, воз вращающее логическое значение true, если номер телефона является рабочим.
Для управления списками телефонных номеров создадим еще один класс под на званием PhoneList. Его следует сделать обобщенным, поскольку он должен служить для управления любым списком телефонных номеров. В функции такого управления должен, в частности, входить поиск телефонных номеров по заданным именам и нао борот, поэтому на данный класс необходимо наложить ограничение по типу, требую щее, чтобы объекты, сохраняемые в списке, были экземплярами класса, производного от класса PhoneNumber. // Класс PfconeList способен управлять любым видом списка телефонных // номеров, при условии, что он является производным от класса PhoneNumber. class PhoneList<T> where T : PhoneNumber { T[] phList; int end; public PhoneList { phList = new T[10]; end = 0; } // Добавить элемент в список. public bool Add(T newEntry) { if(end == 10) return false; phList[end] = newEntry; end++; return true; } // Найти и возвратить сведения о телефоне по заданному имени. public Т FindByName(string name) { for(int i=0; i<end; i++) { // Имя может использоваться, потому что его свойство Name // относится к членам класса PhoneNumber, который является // базовым по накладываемому ограничению. if(phList[i].Name == name) return phList [i]; } // Имя отсутствует в списке. throw new NotFoundException; } // Найти и возвратить сведения о телефоне по заданному номеру. public Т FindByNumber(string number) { for(int i=0; i<end; i++) { // Номер телефона также может использоваться, поскольку // его свойство Number относится к членам класса PhoneNumber, // который является базовым по накладываемому ограничению. if(phList[i].Number == number) return phList[i]; } // Номер телефона отсутствует в списке. throw new NotFoundException; } // ... }
Ограничение на базовый класс разрешает коду в классе PhoneList доступ к свой ствам Name и Number для управления любым видом списка телефонных номеров. Оно гарантирует также, что для построения объекта класса PhoneList будут использовать ся только доступные типы. Обратите внимание на то, что в классе PhoneList генери руется исключение NotFoundException, если имя или номер телефона не найдены. Это специальное исключение, объявляемое ниже. class NotFoundException : Exception { /* Реализовать все конструкторы класса Exception. Эти конструкторы выполняют вызов конструктора базового класса. Класс NotFoundException ничем не дополняет класс Exception и поэтому не требует никаких дополнительных действий. */ public NotFoundException : base { } public NotFoundException(string str) : base(str) { } public NotFoundException( string str, Exception inner) : base(str, inner) { } protected NotFoundException( System.Runtime.Serialization.Serializationlnfo si, System.Runtime.Serialization.StreamingContext sc) : base(si, sc) { } }
В данном примере используется только конструктор, вызываемый по умолчанию, но ради наглядности этого примера в классе исключения NotFoundException реали зуются все конструкторы, определенные в классе Exception. Обратите внимание на то, что эти конструкторы вызывают эквивалентный конструктор базового класса, опре деленный в классе Exception. А поскольку класс исключения NotFoundException ничем не дополняет базовый класс Exception, то для любых дополнительных дей ствий нет никаких оснований.