C#, Теория

C#. Перегрузка методов в классах. Примеры. Преимущество перегрузки методов. Перегрузка конструкторов




Перегрузка методов в классах. Примеры. Преимущество перегрузки методов. Перегрузка конструкторов

Содержание

Поиск на других ресурсах:

1. В чем состоит суть перегрузки метода в классе?

Язык программирования C# позволяет осуществлять перегрузку методов в классе. Перегрузка означает использование одного имени для разных методов. Фактически, перегружается имя метода.

Перегрузка метода – это программная реализация нескольких методов для которых выполняются следующие условия:

  • все перегруженные методы носят одинаковое имя;
  • перегруженные методы отличаются параметрами. Точнее говоря, тип параметров или количество параметров в перегруженных методах должны отличаться.

Перегрузка метода в классе – это объявления другого метода с таким самым именем в классе но с отличаемыми параметрами. Параметры перегруженного метода должны отличаться типами или количеством.

Если вызывается перегруженный метод, то компилятор выбирает тот вариант метода, параметры которого совпадают (по типу и по количеству) с аргументами, которые передаются в метод.

  ⇑

2. Что такое сигнатура метода? Какие требования к сигнатуре метода с точки зрения перегрузки?

Сигнатура метода – это имя метода и список его параметров. С точки зрения перегрузки к сигнатуре метода относится следующее требование:

  • в одном классе не должно существовать двух методов с одинаковой сигнатурой.

  ⇑

3. Считаются ли перегруженными два метода, которые имеют одинаковые параметры но возвращают разные значения?

Нет. Это ошибка. Согласно синтаксису C# перегруженные методы обязательно должны отличаться параметрами.

  ⇑

4. Примеры перегруженных методов

Пример 1. В классе MaxMethods объявляется перегруженный метод Max(), имеющий 3 реализации. Метод реализует поиск максимума между разным количеством параметров типа int.

// перегрузка метода Max() в классе MaxMethods
class MaxMethods
{
  // перегруженные методы Max()
  public int Max(int a, int b)
  {
    if (a < b) return b;
    return a;
  }

  public int Max(int a, int b, int c)
  {
    int max = a;
    if (max < b) max = b;
    if (max < c) max = c;
    return max;
  }

  public int Max(int a, int b, int c, int d)
  {
    int max = a;
    if (max < b) max = b;
    if (max < c) max = c;
    if (max < d) max = d;
    return max;
  }
}

Ниже приведено использование перегруженного метода Max() класса MaxMethods

MaxMethods mm = new MaxMethods();
int max;

max = mm.Max(5, 6); // max=6 - вызывается Max() с 2 параметрами
max = mm.Max(1, -3, 8); // max=8 - вызывается Max() с 3 параметрами
max = mm.Max(2, 3, 5, 1); // max=5 - вызывается Max() с 4 параметрами

Пример 2. В классе AverageMethods объявляется метод Average(), получающий массив чисел и определяющий среднее арифметическое массива. Метод имеет 2 перегруженные реализации для типов int и float. Количество параметров в перегруженных методах Average() есть одинаковым, однако, типы параметров отличаются.

// перегрузка метода Average() в классе AverageMethods
class AverageMethods
{
  // реализация метода Average() для массива int[]
  public double Average(int[] Array)
  {
    double avg, sum=0;
    for (int i = 0; i < Array.Length; i++)
      sum += Array[i];
    avg = (double)sum / Array.Length;
    return avg;
  }

  // реализация метода Average() для массива float[]
  public double Average(float[] Array)
  {
    double avg, sum = 0;
    for (int i = 0; i < Array.Length; i++)
      sum += Array[i];
    avg = (double)sum / Array.Length;
    return avg;
  }
}

Ниже продемонстрировано использование перегруженного метода Average()

AverageMethods am = new AverageMethods();
double avg;

int[] A = new int[10];
float[] B = new float[10];

for (int i = 0; i < A.Length; i++)
{
  A[i] = i;
  B[i] = i * i;
}

// вызов метода Average(int[] Array)
avg = am.Average(A); // avg = 4.5

// вызов метода Average(float[] Array)
avg = am.Average(B); // avg = 28.5

Как видно из примера, компилятор автоматически определяет метод, который нужно вызвать, по типу его параметров.

  ⇑

5. Какие особенности перегрузки методов, которые получают параметры с модификаторами ref и out?

Если попробовать объявить разные реализации метода, который содержит одинаковые параметры отличающиеся между собой только модификаторами ref и out, то компилятор выдаст ошибку.

Например. Пусть нужно реализовать два метода GetPi(), которые возвращают число p типа double. При нижеследующем объявлении этих методов в некотором классе

class SomeClass
{
  // методы GetPi отличаются модификаторами ref и out
  public void GetPi(ref double x)
  {
    x = 3.1415;
  }

  public void GetPi(out double x)
  {
    x = 3.1415;
  }
}

и попытке компиляции, компилятор выдаст сообщение об ошибке

SomeClass cannot define an overloaded method that differs only on parameter modifiers 'out' and 'ref'

Это означает, что модификаторы ref и out не изменяют общую сигнатуру метода.

  ⇑

6. Какие преимущества дает перегрузка методов?

Перегрузка методов дает следующие преимущества:

  • нет потребности в объявлении дополнительных методов с разными (отличными) именами для выполнения похожей работы. Тем самым упрощается и уменьшается код программы, что в свою очередь ведет к повышению читабельности программы;
  • реализуется основной принцип полиморфизма – один интерфейс, много методов. Это есть удобным, когда идет обращение по одному имени к методу, а компилятор в зависимости от параметров сам выбирает какую реализацию метода выполнить;
  • обеспечивается удобный доступ к связанным вместе методам на основе общего имени;
  • перегруженные методы могут выполнять абсолютно разную работу, то есть иметь абсолютно разный программный код. Все это зависит от получаемых параметров. Однако, желательно (рекомендуется), чтобы перегруженные методы выполняли одинаковую работу.

  ⇑

7. Перегрузка конструкторов в классе. Примеры

Конструкторы классов могут перегружаться точно также как и методы.

Пример 1. Задан класс CPoint, который реализует точку на координатной плоскости. В классе объявляется два перегруженных конструктора.

// класс, который определяет точку на координатной плоскости
class CPoint
{
  double x, y; // внутренние переменные класса

  // перегруженные конструкторы класса
  // конструктор без параметров
  public CPoint()
  {
    x = y = 0.0;
  }

  // конструктор получает 2 параметра типа double
  public CPoint(double xx, double yy)
  {
    x = xx;
    y = yy;
  }

  // конструктор получает 2 параметра типа int
  public CPoint(int xx, int yy)
  {
    x = xx;
    y = yy;
  }

  // методы доступа
  public void SetXY(double xx, double yy)
  {
    x = xx;
    y = yy;
  }

  public void GetXY(out double xx, out double yy)
  {
    xx = x;
    yy = y;
  }
}

Ниже продемонстрировано использование перегруженных конструкторов класса

// перегрузка конструкторов
CPoint pt1 = new CPoint(); // вызов конструктора без параметров
CPoint pt2 = new CPoint(2.5, 3); // вызов конструктора с параметрами типа double
CPoint pt3 = new CPoint(7, 5); // вызов конструктора с параметрами типа int

double x, y;
pt1.GetXY(out x, out y); // x = 0; y = 0
pt2.GetXY(out x, out y); // x = 2.5; y = 3
pt3.GetXY(out x, out y); // x = 7; y = 5

Пример 2. Задан класс Circle, реализующий окружность на координатной плоскости заданного радиуса. В классе реализованы 4 конструктора, которые получают разное количество параметров. Программный код класса следующий

// клас, реализующий окружность
class Circle
{
  int x, y;
  int radius;

  // перегруженные конструкторы класса
  // конструктор без параметров
  public Circle()
  {
    x = y = 0;
    radius = 1;
  }

  // конструктор конструктор с 1 параметром
  public Circle(int radius)
  {
    x = y = 0;
    this.radius = radius;
  }

  // конструктор с 2 параметрами
  public Circle(int x,int y)
  {
    this.x = x;
    this.y = y;
    radius = 1;
  }

  // конструктор с 3 параметрами
  public Circle(int x, int y, int radius)
  {
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.radius = radius;
  }

  // методы доступа
  public void Get(out int x, out int y, out int radius)
  {
    x = this.x;
    y = this.y;
    radius = this.radius;
  }
}

Ниже продемонстрировано использование перегруженных конструкторов класса

// вызов разных перегруженных конструкторов класса Circle
// вызов конструктора без параметров
Circle c1 = new Circle(); // x = 0; y = 0; radius = 1;

// вызов конструктора с 1 параметром
Circle c2 = new Circle(5); // x = 0; y = 0; radius = 5;

// вызов конструктора с 2 параметрами
Circle c3 = new Circle(2, 4); // x = 2; y = 4; radius = 1;

// вызов конструктора с 3 параметрами
Circle c4 = new Circle(3, 5, 7); // x = 3; y = 5; radius = 7;

  ⇑

8. Каким образом осуществляется вызов перегруженного конструктора с использованием ключевого слова this? Общая форма

Язык C# позволяет вызвать один конструктор из другого в случае, когда в классе есть несколько перегруженных реализаций конструкторов. Чтобы из заданного конструктора вызвать другой перегруженный конструктор применяется ключевое слово this. Общая форма такого вызова следующая

constructor_name(parameters1) : this(parameters2)
{
  // ...
}

где

  • constructor_name – имя конструктора, который осуществляет вызов перегруженного конструктора;
  • parameters1 – параметры конструктора, который осуществляет вызов перегруженного конструктора. Этот конструктор вызывается вторым после вызова конструктора, обозначенного ключевым словом this;
  • parameters2 – параметры перегруженного конструктора, который обозначен ключевым словом this. Этот конструктор вызывается первым.

  ⇑

9. Пример вызова перегруженного конструктора с использованием ключевого слова this

Пример. Реализация класса CPixel, который описывает пиксел на экране монитора. Пиксел характеризуется следующими параметрами:

  • целочисленные координаты x, y;
  • цвет (color).

Класс содержит 2 перегруженных конструктора. В классе продемонстрирован вызов перегруженного конструктора.

class Pixel
{
  // внутренние переменные
  int x, y;
  int color;

  // конструкторы класса
  // конструктор с 1 параметром
  public Pixel(int _color)
  {
    x = y = 0;
    color = _color;
  }

  // конструктор с 3 параметрами - вызов из конструктора другого конструктора
  public Pixel(int _x, int _y, int _color) : this(_color)
  {
    x = _x;
    y = _y;
  }

  // метод чтения внутренних переменных
  public void Get(out int _x, out int _y, out int _color)
  {
    _x = x;
    _y = y;
    _color = color;
  }
}

Вызов перегруженного конструктора осуществляется с помощью кода

...

public Pixel(int _x, int _y, int _color) : this(_color)
{
  x = _x;
  y = _y;
}

...

Конструктор с 3 параметрами вызывает конструктор с 1 параметром. При таком вызове параметр, который есть в вызывающем конструкторе, должен быть обязательно в вызываемом конструкторе (конструкторе this). В нашем случае, обязательным есть параметр _color.

Демонстрация использования класса Pixel

// вызов конструктора из конструктора
Pixel px = new Pixel(2, 5, 10); // вызывается конструктор с 3 параметрами
int x, y, color;

px.Get(out x, out y, out color); // x = 2; y = 5; color = 10;

  ⇑

Связанные темы

  ⇑