Книга: ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ С# 2005 И ПЛАТФОРМА .NET 2.0. 3-е издание

Установка ограничений для параметров типа с помощью where

Установка ограничений для параметров типа с помощью where

В настоящий момент класс CarCollection‹T› привлекает нас только открытыми методами с уникальными именами. Кроме того, пользователь объекта может создать экземпляр CarCollection‹T› и указать практически любой параметр типа.

// Это синтаксически корректно, но выглядит,
// по крайней мере, странно…
CarCollection‹int› myInts = new CarCollection‹int›();
myInts.AddCar(5);
myInts.AddCar(11);

Чтобы проиллюстрировать другую форму типичного непредусмотренного использования объекта, предположим, что вы создали два новых класса – SportsCar (спортивная машина) и MiniVan (минивэн), – которые являются производными от Car.

public class SportsCar: Car {
 public SportsCar(string p, int s): base(p, s){}
 // Дополнительные методы для SportsCar.
}
public class MiniVan: Car {
 public MiniVan(string p, int a): base(p, s) {}
 // Дополнительные методы для MiniVan.
}

В соответствии с законами наследования, в коллекцию CarCollection‹T›, созданную с параметром типа Car, можно добавлять и типы MiniVan и SportsCar.

// CarCollection‹Car› может хранить любой тип, производный от Car.
CarCollection‹Car› myCars = new CarCollection‹Car›();
myInts.AddCar(new MiniVan("Family Truckster", 55);
myInts.AddCar(new SportsCar("Crusher", 40));

Это синтаксически корректно, но что делать, если вдруг понадобится добавить в CarCollection‹T› новый открытый метод, например, с именем PrintPetName()? Такая задача кажется простой – достаточно получить доступ к подходящему элементу из List‹T› и вызвать свойство PetName.

// Ошибка!
// System.Объект не имеет свойства о именем PetName.
public void PrintPetName(int pos) {
 Console.WriteLine(arCars[pos].PetName);
}

Однако в таком виде программный код скомпилирован не будет, поскольку истинная суть ‹Т› еще не известна, и вы не можете с уверенностью утверждать, что какой-то элемент типа List‹T› будет иметь свойство PetName. Когда параметр типа не имеет никаких ограничений (как в данном случае), обобщенный тип называется свободным (unbound). По идее параметры свободного типа должны иметь только члены System.Object (которые, очевидно, не имеют свойства PetName).

Вы можете попытаться "обмануть" компилятор путем преобразования элемента, возвращенного из Метода индексатора List‹T›, в строго типизованный объект Car, чтобы затем вызвать petName возвращенного объекта.

// Ошибка!
// Нельзя превратить тип 'Т' в 'Car'!
public void PrintPetName(int pos) {
 Console.WriteLine(((Car)arCars[pos]).PetName);
}

Но это тоже не компилируется, поскольку компилятор не знает значения параметра типа ‹Т› и не может гарантировать, что преобразование будет законным.

Для решения именно таких проблем обобщения .NET могут опционально определяться с ограничениями, для чего используется ключевое слово where. В .NET 2.0 обобщения могут иметь ограничения, описанные в табл. 10.2.

Таблица 10.2. Возможные ограничения обобщений для параметров типа

При наложении ограничений с помощью ключевого слова where список ограничений размещается после имени базового класса обобщенного типа и списка интерфейсов. В качестве конкретных примеров рассмотрите следующие ограничения обобщенного класса MyGenericClass.

// Вложенные элементы должны иметь конструктор,
// заданный по умолчанию.
public class MyGenericClass‹T› where T: new() {…}
// Вложенные элементы должны быть классами, реализующими IDrawable
// и поддерживающими конструктор, заданный по умолчанию.
public class MyGenericClass‹T› where T: class, IDrawable, new() {…}
// MyGenericClass получается из МуВаsе и реализует ISomeInterface,
// а вложенные элементы должны быть структурами.
public class MyGenericClass‹T›: MyBase, ISomeInterface where T: struct {…}

При построении обобщенного типа, в котором указано несколько параметров типа, вы можете указать уникальный набор ограничений для каждого из таких параметров.

// ‹К› должен иметь конструктор, заданный по умолчанию,
// а ‹Т› должен реализовывать открытый интерфейс IComparable.
public class MyGenericClass‹K, T› where K: new() where T: IComparable‹T› {…}

Если вы хотите изменить тип CarCollection‹T› так, чтобы в него можно было поместить только производные от Car, вы можете записать следующее.

public' class CarCollection‹T›: IEnumerable‹T› where T: Car {
 public void PrintPetName(int роs) {
  // Поскольку теперь все элементы должны быть из семейства Car,
  // свойство PetName можно вызывать непосредственно.
  Console.WriteLine(arCars[pos].PetName);
 }
}

При таких ограничениях на CarCollection‹T› реализация PrintPetName() становится очень простой, поскольку теперь компилятор может предполагать, что ‹Т› является производным от Car. Более того, если указанный пользователем параметр типа не совместим с Car, будет сгенерирована ошибка компиляции.

// Ошибка компиляции!
CarCollection‹int› myInts = new CarCollection‹int›();

Вы должны понимать, что обобщенные методы тоже могут использовать ключевое слово where. Например, если нужно гарантировать, чтобы методу Swap(), созданному в этой главе выше, передавались только типы, производные от System. ValueType, измените свой программный код так.

// Этот метод переставит любые типы, характеризуемые значениями.
static void Swap‹T›(ref Т а, ref T b) where T: struct {
 …
}

Следует также понимать то, что при таком ограничении метод Swap() уже не сможет переставлять строковые типы (поскольку они являются ссылочными).

Оглавление книги