Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

// Точка с координатами типа int.

Point<int> p = new Point<int>(10, 10);

// Точка с координатами типа double.

Point<double> p2 = new Point<double>(5.4, 3.3);

// Точка с координатами типа string.

Point<string> p3 = new Point<string>(""",""3"");

Создание точки с использованием строк поначалу может показаться несколько странным, но возьмем случай мнимых чисел, и тогда применение строк для значений X и Y точки может обрести смысл. Так или иначе, такая возможность демонстрирует всю мощь обобщений. Вот полное определение структуры Point<T> :

namespace GenericPoint

{

  // Обобщенная структура Point.

  public struct Point<T>

  {

    // Обобщенные данные состояния.

    private T _xPos;

    private T _yPos;

    // Обобщенный конструктор.

    public Point(T xVal, T yVal)

    {

      _xPos = xVal;

      _yPos = yVal;

    }

    // Обобщенные свойства.

    public T X

    {

      get => _xPos;

      set => _xPos = value;

    }

    public T Y

    {

      get => _yPos;

      set => _yPos = value;

    }

    public override string ToString() => $"[{_xPos}, {_yPos}]";

  }

}

Как видите, структура Point<T> задействует параметр типа в определениях полей данных, в аргументах конструктора и в определениях свойств.

Выражения default вида значений в обобщениях

С появлением обобщений ключевое слово default получило двойную идентичность. Вдобавок к использованию внутри конструкции switch оно также может применяться для установки параметра типа в стандартное значение. Это очень удобно, т.к. действительные типы, подставляемые вместо заполнителей, обобщенному типу заранее не известны, а потому он не может безопасно предполагать, какими будут стандартные значения. Параметры типа подчиняются следующим правилам:

• числовые типы имеют стандартное значение 0;

• ссылочные типы имеют стандартное значение null;

• поля структур устанавливаются в 0 (для типов значений) или в null (для ссылочных типов).

Чтобы сбросить экземпляр Point<T> в начальное состояние, значения X и Y можно было бы установить в 0 напрямую. Это предполагает, что вызывающий код будет предоставлять только числовые данные. А как насчет версии string? Именно здесь пригодится синтаксис default(Т). Ключевое слово default сбрасывает переменную в стандартное значение для ее типа данных. Добавьте метод по имени ResetPoint():

// Сбросить поля в стандартное значение параметра типа.

// Ключевое слово default в языке C# перегружено.

// При использовании с обобщениями оно представляет

// стандартное значение параметра типа.

public void ResetPoint()

{

  _xPos = default(T);

  _yPos = default(T);

}

Теперь, располагая методом ResetPoint(), вы можете в полной мере использовать методы структуры Point<T>.

using System;

using GenericPoint;

Console.WriteLine("***** Fun with Generic Structures *****n");

// Точка с координатами типа int.

Point<int> p = new Point<int>(10, 10);

Console.WriteLine("p.ToString()={0}", p.ToString());

p.ResetPoint();

Console.WriteLine("p.ToString()={0}", p.ToString());

Console.WriteLine();

// Точка с координатами типа double.

Point<double> p2 = new Point<double>(5.4, 3.3);

Console.WriteLine("p2.ToString()={0}", p2.ToString());

p2.ResetPoint();

Console.WriteLine("p2.ToString()={0}", p2.ToString());

Console.WriteLine();

// Точка с координатами типа string.

Point<string> p3 = new Point<string>("i", "3i");

Console.WriteLine("p3.ToString()={0}", p3.ToString());

p3.ResetPoint();

Console.WriteLine("p3.ToString()={0}", p3.ToString());

Console.ReadLine();

Ниже приведен вывод:

***** Fun with Generic Structures *****

p.ToString()=[10, 10]

p.ToString()=[0, 0]

p2.ToString()=[5.4, 3.3]

p2.ToString()=[0, 0]

p3.ToString()=[i, 3i]

p3.ToString()=[, ]

Выражения default литерального вида (нововведение в версии 7.1)

В дополнение к установке стандартного значения свойства в версии C# 7.1 появились выражения default литерального вида, которые устраняют необходимость в указании типа переменной в default. Модифицируйте метод ResetPoint(), как показано ниже:

public void ResetPoint()

{

  _xPos = default;

  _yPos = default;

}

Выражение default не ограничивается простыми переменными и может также применяться к сложным типам. Например, вот как можно создать и инициализировать структуру Point:

Point<string> p4 = default;

Console.WriteLine("p4.ToString()={0}", p4.ToString());

Console.WriteLine();

Point<int> p5 = default;

Console.WriteLine("p5.ToString()={0}", p5.ToString()); 

Сопоставление с образцом в обобщениях (нововведение в версии 7.1)

Еще одним обновлением в версии C# 7.1 является возможность использования сопоставления с образцом в обобщениях. Взгляните на приведенный далее метод, проверяющий экземпляр Point на предмет типа данных, на котором он основан (вероятно, неполный, но достаточный для того, чтобы продемонстрировать концепцию):

static void PatternMatching<T>(Point<T> p)

{

  switch (p)

  {

    case Point<string> pString:

      Console.WriteLine("Point is based on strings");

      return;

    case Point<int> pInt:

      Console.WriteLine("Point is based on ints");

      return;

  }

}

Для использования кода сопоставления с образцом модифицируйте операторы верхнего уровня следующим образом:

Point<string> p4 = default;

Point<int> p5 = default;

PatternMatching(p4);

PatternMatching(p5); 

Ограничение параметров типа

Как объяснялось в настоящей главе, любой обобщенный элемент имеет, по крайней мере, один параметр типа, который необходимо указывать во время взаимодействия с данным обобщенным типом или его членом. Уже одно это обстоятельство позволяет строить код, безопасный в отношении типов; тем не менее, вы также можете применять ключевое слово where для определения особых требований к отдельному параметру типа.

С помощью ключевого слова where можно добавлять набор ограничений к конкретному параметру типа, которые компилятор C# проверит на этапе компиляции. В частности, параметр типа можно ограничить, как описано в табл. 10.8.

Возможно, применять ключевое слово where в проектах C# вам никогда и не придется, если только не требуется строить какие-то исключительно безопасные в отношении типов специальные коллекции. Невзирая на сказанное, в следующих нескольких примерах