Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №9 - Журнал «Домашняя лаборатория»

Являясь клиентом универсального класса Node, наш класс сохраняет родовые параметры клиента и ограничения, накладываемые на них. Два поля класса — first и cursor — задают указатели на первый и текущий элементы списка. Операции над списком связываются с курсором, позволяя перемещать курсор по списку. Рассмотрим вначале набор операций, перемещающих курсор:

public void start ()

{ cursor = first; } public void finish ()

{

    while (cursor.next!= null)

        cursor = cursor.next;

}

public void forth()

{ if (cursor.next!= null) cursor = cursor.next; }

Операция start передвигает курсор к началу списка, finish — к концу, a forth — к следующему элементу справа от курсора. Операции finish и forth определены только для непустых списков. Конец списка является барьером, и курсор не переходит через барьер. Нарушая принципы ради краткости текста, я не привожу формальных спецификаций методов, записанных в тегах <summary>.

Основной операцией является операция добавления элемента с ключом в список. Возможны различные ее вариации, из которых рассмотрим только одну — новый элемент добавляется за текущим, отмеченным курсором. Вот текст этого метода:

public void add(К key, Т item)

{

    Node<K, T> newnode = new Node<K, T>();

    if (first == null)

    {

       first = newnode; cursor = newnode;

       newnode.key = key; newnode.item = item;

    }

    else

    {

       newnode.next = cursor.next; cursor.next = newnode;

       newnode.key = key; newnode.item = item;

    }

}

Заметьте, аргументы метода имеют соответствующие родовые параметры, чем и обеспечивается универсальный характер списка. При добавлении элемента в список различаются два случая — добавление первого элемента и всех остальных.

Рассмотрим теперь операцию поиска элемента по ключу, реализация которой потребовала ограничения универсальности типа ключа к;

public bool findstart(К key)

{

    Node<K, T> temp = first;

    while (temp!= null)

    {

        if (temp.key.CompareTo(key) == 0) {cursor=temp;

           return(true);}

        temp= temp.next;

    }

    return (false);

}

Искомые элементы разыскиваются во всем списке. Если элемент найден, то курсор устанавливается на найденном элементе и метод возвращает значение true. Если элемента с заданным ключом нет в списке, то позиция курсора не меняется, а метод возвращает значение false, в процессе поиска для каждого очередного элемента списка вызывается допускаемый ограничением метод CompareTo интерфейса IComparable. При отсутствии ограничений универсальности вызов этого метода или операции эквивалентности приводил бы к ошибке, обнаруживаемой на этапе компиляции.

Два метода класса являются запросами, позволяющими извлечь ключ и элемент списка, который отмечен курсором:

public К Key ()

{

    return (cursor.key);

}

public T Item()

{

    return(cursor.item);

}

Давайте рассмотрим теперь тестирующую процедуру — клиента нашего списка, демонстрирующую работу со списками, в которых элементы и ключи имеют разные типы:

public void TestConstraint ()

{

    OneLinkList<int, string> list1 = new OneLinkList

        <int, string>();

    list1.add(33, "thirty three"); list1.add (22, "twenty two");

    if (list1.findstart(33)) Console.WriteLine ("33 — найдено!");

    else Console.WriteLine("33 — не найдено!");

    if (list1.findstart(22)) Console.WriteLine ("22 — найдено!");

    else Console.WriteLine("22 — не найдено!");

    if (list1.findstart(44)) Console.WriteLine ("44 — найдено!");

    else Console.WriteLine("44 — не найдено!");

    Person pers1 = new Person("Савлов", 25, 1500);

    Person pers2 = new Person("Павлов", 35, 2100);

    OneLinkList<string, Person> list2 = new OneLinkList

         < string, Person>();

    list2.add("Савл", pers1); list2.add("Павел", pers2);

    if (list2.findstart("Павел")) Console.WriteLine ("Павел — найдено!");

    else Console.WriteLine("Павел — не найдено!");

    if (list2.findstart("Савл")) Console.WriteLine ("Савл — найдено!");

    else Console.WriteLine("Савл — не найдено!");

    if (list2.findstart("Иоанн")) Console.WriteLine ("Иоанн — найдено!");

    else Console.WriteLine("Иоанн — не найдено!");

    Person pers3 = new Person("Иванов", 33, 3000);

    list2.add("Иоанн", pers3); list2.start ();

    Person pers = list2.Item(); pers.PrintPerson();

    list2.findstart("Иоанн"); pers = list2.Item();

        pers.PrintPerson();

}

Рис. 22.5. Поиск в списке с ограниченной универсальностью

Обратите внимание на строки, где создаются два списка:

OneLinkList<int, string> list1 = new OneLinkList<int, string>();

OneLinkList<string, Person> list2 = new OneLinkList< string, Person>();

У списка list1 ключи имеют тип int, у списка list2 — string. Заметьте, оба фактических типа, согласно обязательствам, реализуют интерфейс IComparable, у первого списка тип элементов — string, у второго — Person. Все работает прекрасно. Вот результаты вычислений по этой процедуре:

Как справиться с арифметикой

Представьте себе, что мы хотим иметь специализированный вариант нашего списка, элементы которого допускали бы операцию сложения и одно из полей которого сохраняло бы сумму всех элементов, добавленных в список. Как задать соответствующее ограничение на класс?

Как уже говорилось, наличие ограничения операции, где можно было бы указать, что над элементами определена операция +, решало бы проблему. Но такого типа ограничений нет. Хуже того, нет и интерфейса INumeric, аналогичного IComparable, определяющего метод сложения Add. Так что нам не может помочь и ограничение наследования.

Вот один из возможных выходов, предлагаемых в такой ситуации. Стратегия следующая: определим абстрактный универсальный класс Calc с методами, выполняющими вычисления. Затем создадим конкретизированных потомков этого класса. В классе, задающем список с суммированием, введем поле класса Calc. При создании экземпляров класса будем передавать фактические типы ключа и элементов, а также соответствующий калькулятор, но уже не как тип, а как аргумент конструктора класса. Этот калькулятор, согласованный с типом элементов, и будет выполнять нужные вычисления. Давайте приступим к реализации этой стратегии. Начнем с определения класса Calc;

public abstract class Calc<T>

{

    public abstract T Add(T a, T b);

    public abstract T Sub(T a, T b);

    public abstract T Mult(T a, T b);

    public abstract T Div(T a, T b);

}

Наш абстрактный универсальный класс определяет четыре арифметические операции. Давайте построим трех его конкретизированных потомков:

public class IntCalc: Calc<int>

{

    public override int Add(int a, int b) { return (a + b);}