Книга: C# 4.0: полное руководство

Динамическая идентификация типов

Динамическая идентификация типов

Динамическая идентификация типов (RTTI) позволяет определить тип объекта во время выполнения программы. Она оказывается полезной по целому ряду причин. В частности, по ссылке на базовый класс можно довольно точно определить тип объекта, доступного по этой ссылке. Динамическая идентификация типов позволяет также проверить заранее, насколько удачным будет исход приведения типов, предотвращая исключительную ситуацию в связи с неправильным приведением типов. Кроме того, динамическая идентификация типов является главной составляющей рефлексии.

Для поддержки динамической идентификации типов в C# предусмотрены три ключевых слова: is, as и typeof. Каждое из этих ключевых слов рассматривается далее по очереди.

Конкретный тип объекта можно определить с помощью оператора is. Ниже приведена его общая форма:

выражение is тип

где выражение обозначает отдельное выражение, описывающее объект, тип которого проверяется. Если выражение имеет совместимый или такой же тип, как и проверяемый тип, то результат этой операции получается истинным, в противном случае — ложным. Так, результат будет истинным, если выражение имеет проверяемый тип в той или иной форме. В операторе is оба типа определяются как совместимые, если они одного и того же типа или если предусмотрено преобразование ссылок, упаковка или распаковка.

Ниже приведен пример применения оператора is.

// Продемонстрировать применение оператора is.
using System;
class A {}
class В : A {}
class UseIs {
  static void Main() {
    A a = new A();
    В b = new В();
    if (a is A)
      Console.WriteLine("а имеет тип A");
    if(b is A)
      Console.WriteLine ("b совместим с А, поскольку он производный от А");
    if(a is В)
      Console.WriteLine("Не выводится, поскольку а не производный от В");
    if(b is В)
      Console.WriteLine("В имеет тип В");
    if(a is object)
      Console.WriteLine("а имеет тип object");
  }
}

Вот к какому результату приводит выполнение этого кода.

а имеет тип А
b совместим с А, поскольку он производный от А
b имеет тип В
а имеет тип object

Большая часть выражений is в приведенном выше примере не требует пояснений, но два из них необходимо все же разъяснить. Прежде всего, обратите внимание на следующую строку кода.

if (b is А)
  Console.WriteLine("b совместим с А, поскольку он производный от А");

Условный оператор if выполняется, поскольку b является объектом типа В, производным от типа А. Но обратное несправедливо. Так, если в строке кода

if(a is В)
Console.WriteLine("Не выводится, поскольку а не производный от В");

условный оператор if не выполняется, поскольку а является объектом типа А, не производного от типа В. Поэтому а не относится к типу В.

Иногда преобразование типов требуется произвести во время выполнения, но не генерировать исключение, если исход этого преобразования окажется неудачным, что вполне возможно при приведении типов. Для этой цели служит оператор as, имеющий следующую общую форму:

выражение as тип

где выражение обозначает отдельное выражение, преобразуемое в указанный тип. Если исход такого преобразования оказывается удачным, то возвращается ссылка на тип, а иначе — пустая ссылка. Оператор as может использоваться только для преобразования ссылок, идентичности, упаковки, распаковки.

В некоторых случаях оператор as может служить удобной альтернативой оператору is. В качестве примера рассмотрим следующую программу, в которой оператор is используется для предотвращения неправильного приведения типов.

// Использовать оператор is для предотвращения неправильного приведения типов.
using System;
class A { }
class В : A { }
class CheckCast {
  static void Main() {
    A a = new A();
    В b = new В();
    // Проверить, можно ли привести а к типу В.
    if (a is В) // если да, то выполнить приведение типов
      b = (В)a;
    else // если нет, то пропустить приведение типов
      b = null;
    if (b == null)
      Console.WriteLine("Приведение типов b = (В) HE допустимо.");
    else
      Console.WriteLine("Приведение типов b = (В) допустимо.");
  }
}

Эта программа дает следующий результат.

Приведение типов b = (В) НЕ допустимо.

Как следует из результата выполнения приведенной выше программы, тип объекта а не совместим с типом В, и поэтому его приведение к типу В не допустимо и предотвращается в условном операторе if. Но такую проверку приходится выполнять в два этапа. Сначала требуется убедиться в обоснованности операции приведения типов, а затем выполнить ее. Оба этапа могут быть объединены в один с помощью оператора as, как демонстрирует приведенная ниже программа.

// Продемонстрировать применение оператора as.
using System;
class A {}
class В : A {}
class CheckCast {
  static void Main() {
    A a = new A();
    В b = new В();
    b = a as В; // выполнить приведение типов, если это возможно
    if(b==null)
      Console.WriteLine("Приведение типов b = (В) НЕ допустимо.");
    else
      Console.WriteLine("Приведение типов b = (В) допустимо.");
  }
}

Эта программа дает прежний результат.

Приведение типов b = (В) НЕ допустимо.

В данном варианте программы в одном и том же операторе as сначала проверяется обоснованность операции приведения типов, а затем выполняется сама операция приведения типов, если она допустима.

Несмотря на всю свою полезность, операторы as и is проверяют лишь совместимость двух типов. Но зачастую требуется информация о самом типе. Для этой цели в C# предусмотрен оператор typeof. Он извлекает объект класса System.Туре для заданного типа. С помощью этого объекта можно определить характеристики конкретного типа данных. Ниже приведена общая форма оператора typeof:

typeof(тип)

где тип обозначает получаемый тип. Информация, описывающая тип, инкапсулируется в возвращаемом объекте класса Туре.

Получив объект класса Туре для заданного типа, можно извлечь информацию о нем, используя различные свойства, поля и методы, определенные в классе Туре. Класс Туре довольно обширен и содержит немало членов, поэтому его рассмотрение придется отложить до следующего раздела, посвященного рефлексии. Но в качестве краткого введения в этот класс ниже приведена программа, в которой используются три его свойства: FullName, IsClass и IsAbstract. Для получения полного имени типа служит свойство FullName. Свойство IsClass возвращает логическое значение true, если тип относится к классу. А свойство IsAbstract возвращает логическое значение true, если класс является абстрактным.

// Продемонстрировать применение оператора typeof.
using System;
using System.IO;
class UseTypeof {
  static void Main() {
    Type t = typeof(StreamReader);
    Console.WriteLine(t.FullName);
    if (t.IsClass)
      Console.WriteLine("Относится к классу.");
    if (t.IsAbstract)
      Console.WriteLine("Является абстрактным классом.");
    else
      Console.WriteLine("Является конкретным классом.");
  }
}

Эта программа дает следующий результат.

System.10.StreamReader
Относится к классу.
Является конкретным классом.

В данной программе сначала извлекается объект класса Туре, описывающий тип StreamReader. Затем выводится полное имя этого типа данных и определяется его принадлежность к классу, а далее — к абстрактному или конкретному классу.

Оглавление книги