C#, Теория

C#. Ограничения в обобщенных методах и делегатах

Ограничения в обобщенных методах и делегатах. Примеры. Применение ограничений для нескольких типов

Содержание

Поиск на други ресурсах:

1. Применение ограничений в обобщенных методах. Пример

Ограничения могут применяться к отдельным методам классов. В этом случае синтаксис объявления ограничения в методе класса следующий

return_type MethodName<T>(parameters) where T : bounds
{
    // ...
}

здесь

  • return_type — тип, возвращаемый методом. Этот тип также может быть типом T;
  • T — тип, которые получает метод в качестве параметра;
  • MethodName(parameters) — имя метода с перечнем параметров;
  • bounds — ограничения, накладываемые на тип T. Ограничение может быть одним из перечня struct, class, BaseClass, Interface, new().

Пример. В примере объявляется два класса:

  • класс MyClass, в котором объявляется обобщенный метод Print<T>();
  • класс A. Ссылка на этот класс будет передаваться в метод Print<T>().

Фрагмент кода классов и метода следующий

class MyClass
{
  // Обрабатываются только типы-ссылки
  public void Print<T>(T obj) where T : class
  {
    Console.WriteLine("obj: " + obj.ToString());
  }
}

// Некоторый класс
class A
{
  // ...
}

...

Как видно из вышеприведенного кода, в классе MyClass метод Print<T>() получает параметром тип T, на который накладывается ограничение

where T : class

Это означает, что в качестве типа T могут быть использованы только типы ссылки.

В функции main() (или других методах) метод Print<T>() может быть использован следующим образом

...

// 1. Объявить экземпляр класса MyClass
MyClass obj1 = new MyClass();

// 2. Объявить экземпляр класса A
A obj2 = new A(); // obj2 - ссылочного типа

// 3. Вызвать метод Print<T> и передать ему ссылочный тип (obj2)
obj1.Print<A>(obj2); // работает!

...

Если попытаться использовать тип-значение, то возникнет ошибка на этапе компиляции

// Вызвать метод Print<T> и передать ему тип-значение (val)
int val = 38; // val - тип-значение (значимый тип)
obj1.Print<int>(val); // здесь ошибка компиляции

  ⇑

2. Применение ограничений в обобщенных делегатах. Пример

Ограничения могут применяться к делегатам. Общая форма применения ограничения к делегату, который получает параметром тип T, выглядит следующим образом

delegate return_type DelegateName<T>(parameters) where T : bounds;

здесь

  • DelegateName — имя делегата, который возвращает тип return_type и получает параметром список parameters;
  • bounds — перечень ограничений, которые накладываются на тип T.

Пример.

Объявляется делегат Oper3, что получает тип T в качестве параметра типа. Тип T ограничивается структурными типами (struct).
Также объявляется структура Operations, которая содержит три статических метода:

  • Max3() — определяет максимальное значение между тремя числами типа double;
  • Min3() — определяет минимальное значение между тремя числами типа double;
  • Avg3() — определяет среднее значение между тремя числами типа double.

 

// Обобщенный делегат, в котором тип T
// должен быть структурного типа
delegate T Oper3<T>(T a, T b, T c) where T : struct;

// Структура, содержащая статические методы оперирования данными
struct Operation
{
  // Максимальное между тремя числами
  public static double Max3(double a, double b, double c)
  {
    double max = a;
    if (max < b) max = b;
    if (max < c) max = c;
    return max;
  }

  // Среднее между тремя числами
  public static double Avg3(double a, double b, double c)
  {
    if (((a > b) && (a < c)) ||
        ((a > c) && (a < b)))
      return a;
    if (((b > a) && (b < c)) ||
        ((b > c) && (b < a)))
      return b;
    return c;
  }

  // Минимальное между тремя числами
  public static double Min3(double a, double b, double c)
  {
    double min = a;
    if (min > b) min = b;
    if (min > c) min = c;
    return min;
  }
}

В другой функции (например, функции main()) делегат Oper3 может быть использован следующим образом

...

// Объявить ссылку на обобщенный делегат
Oper3<double> op;

// Присвоить ссылке адрес метода Operation.Max()
op = Operation.Max3;

// Вызвать метод Operation.Max() через делегат
double max = op(2.8, 3.5, 1.4);
Console.WriteLine("max = {0}", max); // max = 3.5

// Вызвать метод Avg() через делегат op
op = Operation.Avg3;
double avg = op(2.8, 3.5, 1.4);
Console.WriteLine("avg = {0}", avg); // avg = 2.8

...

  ⇑

3. Синтаксис объявления ограничения для нескольких типов T1, T2, …, TN. Объявление ограничения в классе

Обобщенный элемент программы (класс, структура, интерфейс, метод, делегат) может получать в качестве параметров несколько типов T1, T2, …, TN.

Синтаксис объявления класса, в котором несколько параметров типа получают следующие ограничения:

class ClassName<T1, T2, ..., TN>
    where T1 : bounds1
    where T2 : bounds2
    ...
    where TN : boundsN
{
    // ...
}

здесь

  • T1, T2, TN — параметры типов, которыми оперирует класс;
  • bounds1, bounds2, boundsN — соответственно ограничения на типы T1, T2, TN.

  ⇑

4. Синтаксис объявления обобщенного интерфейса, который получает параметрами типы T1, T2, …, TN

Синтаксис объявления интерфейса, который использует несколько типов, следующий

interface InterfaceName<T1, T2, ..., TN>
    where T1 : bounds1
    where T2 : bounds2
    ...
    where TN : boundsN
{
    // ...
}

Класс, реализующий данный интерфейс должен учитывать ограничение для каждого типа. Иначе возникнет ошибка компиляции.

  ⇑

5. Синтаксис объявления обобщенной структуры, которая содержит ограничения для типов T1, T2, …, TN

Синтаксис объявления структуры, содержащей ограничения для нескольких типов, выглядит следующим образом

struct StructName<T1, T2, ..., TN>
    where T1 : bounds1
    where T2 : bounds2
    ...
    where TN : boundsN
{
    // ...
}

  ⇑

6. Синтаксис объявления ограничения в обобщенном методе, который получает параметрам несколько типов содержащих ограничения. Пример

Если в некотором элементе программы (класс, структура, интерфейс) объявляется обобщенный метод, который получает параметрами несколько типов T1, T2, …, TN, то для каждого типа могут накладываться ограничения. В этом случае синтаксис объявления метода следующий:

return_type MethodName<T1, T2, ..., TN>(parameters)
    where T1 : bounds1
    where T2 : bounds2
    ...
    where TN : boundsN
{
    // ...
}

здесь

  • return_type – тип, возвращаемый методом;
  • T1, T2, TN – типы-параметры;
  • bounds1, bounds2, boundsN – соответственно ограничения на типы T1, T2, TN;
  • parameters – параметры, которые получает метод.

Пример. Объявляется класс с именем SomeClass, который содержит обобщенный метод Method<T1, T2, T3>, получающий три параметра типа. Для первого параметра T1 устанавливается ограничение struct. Для второго параметра T2 устанавливается ограничение class. Для параметра T3 устанавливается ограничение базового класса FileStream и ограничения на наличие конструктора без параметров.

// Класс, в котором объявлен метод оперирующий тремя типами
class SomeClass
{
  public void Method<T1, T2, T3>()
    where T1 : struct
    where T2 : class
    where T3 : System.IO.FileStream, new()
  {
    // ...
  }
}

  ⇑

7. Синтаксис объявления ограничений на несколько типов в обобщенном делегате

Если нужно чтобы делегат оперировал несколькими типами T1, T2, …, TN, на которые накладываются ограничения, то синтаксис объявления такого делегата следующий

delegate return_type DelegateName<T1, T2, ..., TN>(parameters)
    where T1 : bounds1
    where T2 : bounds2
    ...
    where TN : boundsN;

здесь

  • return_type – тип, возвращаемый делегатом;
  • T1, T2, TN – типы-параметры;
  • bounds1, bounds2, boundsN – соответственно ограничения на типы T1, T2, TN;
  • parameters – параметры, которые получает делегат.

  ⇑

8. Пример класса, получающего параметрами типы T1, T2 на которые накладываются ограничения

В примере приведен фрагмент программы, в котором объявляется класс, содержащий обобщенный метод. Этот метод получает параметрами два типа T1, T2. На каждый из типов накладывается ограничение типа struct. Это ограничение обязывает указывать параметрами типа только типы-значения (int, double, Int32, Single, bool, Boolean, …).

using System;

namespace ConsoleApp19
{
  // Применение ограничений в обобщенных методах

  // Класс, содержащий обобщенный метод Print2<T1, T2>,
  // который работает только с типами-значениями

  class MyClass
  {
    // Метод Print2() получает два параметра типа T1, T2.
    // Метод выводит информацию об этих типах
    public void Print2<T1, T2>(T1 obj1, T2 obj2)
      where T1 : struct
      where T2 : struct
    {
      // Получить информацию об экземплярах obj1, obj2
      Type tp1 = obj1.GetType();
      Type tp2 = obj2.GetType();

      Console.WriteLine("obj1.Name = " + tp1.Name);
      Console.WriteLine("obj1.IsClass = {0}", tp1.IsClass);

      Console.WriteLine("obj2.Name = " + tp2.Name);
      Console.WriteLine("obj2.IsClass = {0}", tp2.IsClass);
    }
  }

  class Program
  {
    static void Main(string[] args)
    {
      // Использовать метод Print2<T1, T2>() класса MyClass
      // 1. Создать экземпляр класса MyClass()
      MyClass obj1 = new MyClass();

      // 2. Вызвать метод Print2<T1, T2>) экземпляра obj1
      obj1.Print2<int, double>(28, 3.88);

      Console.WriteLine("Ok!");
      Console.ReadKey();
    }
  }
}

Результат выполнения программы

obj1.Name = Int32
obj1.IsClass = False
obj2.Name = Double
obj2.IsClass = False
Ok!

Если в строке вызова метода Print2<T1, T2> вместо типа-значения указать ссылочный тип, например,

// 2. Указать ссылочный тип
String s1 = "Hello world!";
System.Text.StringBuilder s2 = new System.Text.StringBuilder();

// Этот код содержит ошибку
obj1.Print2<String, System.Text.StringBuilder>(s1, s2); // ошибка компиляции

то компилятор выдаст ошибку. В этом случае сработают ограничения

where T1 : struct
where T2 : struct

в объявлении метода Print2().

  ⇑

Связанные темы

  ⇑