Пространство имен System.Collections.Generic
Обобщенные типы присутствуют во многих библиотеках базовых классов .NET 2.0, но пространство имен System.Collections.Generic буквально наполнено ими (что вполне соответствует его названию). Подобно своему "родственнику" без обобщений (System.Collections), пространство имен System.Collections. Generic содержит множество типов класса и интерфейса, что позволяет вкладывать элементы в самые разные контейнеры. Совсем не удивительно, что обобщенные интерфейсы имитируют соответствующие необобщенные типы из пространства имен System.Collections.
• ICollection‹T›
• IComparer‹T›
• IDictionary‹K, V›
• IEnumerable‹T›
• IEnumerator‹T›
• IList‹T›
Замечание. По соглашению для обобщенных типов их замещаемые параметры обозначаются буквами верхнего регистра. И хотя здесь допустимо использовать любые буквы (или слова), обычно используют Т для обозначения типов, К – для ключей, а V – для значений.
В пространстве имен System.Collections.Generic определяется и ряд классов, реализующих многие из этих ключевых интерфейсов. В табл. 10.1 представлены описания базовых типов класса из этого пространства имен, реализуемые ими интерфейсы и соответствующие типы из пространства имен System.Collections.
В пространстве имен System.Collections.Generic также определяется целый ряд "вспомогательных" классов и структур для работы с конкретными контейнерами. Например, тип LinkedListNode‹T› представляет узел в обобщенном LinkedList‹T›, исключение KeyNotFoundException возникает при попытке доступа к элементу контейнера с несуществующим ключом и т.д.
Как видно из табл. 10.1, многие обобщенные классы коллекции имеют необобщенные аналоги в пространстве имен System.Collections (иногда даже с одинаковыми именами). В главе 7 было показано, как работать с такими необобщенными типами, поэтому дальше не предполагается рассматривать все их обобщенные "дубликаты". Мы рассмотрим только List‹T›, чтобы проиллюстрировать приемы использования обобщений. Если вам нужны подробности о других элементах пространства имен System.Collections.Generic, обратитесь к документации .NET Framework 2.0.
Таблица 10.1. Классы System.Collections.Generic
Обобщенный класс Необобщенный аналог в System.Collections Описание Collection‹T› CollectionBase База для обобщенной коллекции Comparer‹T› Comparer Выполняет сравнение двух обобщенных объектов Dictionary‹K, V› Hashtable Обобщенная коллекция пар имен и значений List‹T› ArrayList Список элементов с динамически изменяемыми размерами Queue‹T› Queue Обобщенная реализация списка FIFO (дисциплина обслуживания типа "очередь") SortedDictionary‹K, V› SortedList Обобщенная реализаций сортированного набора пар имен и значений Stack<T> Stack Обобщенная реализация списка LIFO (дисциплина обслуживания типа "стек") LinkedList‹T› - Обобщенная реализация двусвязного списка ReadOnlyCoIlection‹T› ReadOnlyCollectionBase Обобщенная реализация набора элементов только для чтения
Тип List‹T›
Подобно необобщенным классам, обобщенные классы являются объектами, размещаемыми в динамической памяти, поэтому для них следует использовать new со всеми необходимыми аргументами конструктора. Кроме того, вы должны указать типы, замещающие параметры, определенные обобщенным типом. Так, для System.Collections.Generic.List‹T› требуется указать одно значение, задающее вид элемента, с которым будет функционировать List‹T›. Например, чтобы создать три объекта List‹› для хранения целых чисел, объектов SportsCar и объектов Person, вы должны записать следующее
static void Main(string[] args) {
// Создается List для хранения целых чисел.
List‹int› myInts = new List‹int›();
// Создается List для хранения объектов SportsCar.
List‹SportsCar› myCars = new List‹SportsCar›();
// Создается List для хранения объектов Person.
List‹Person› myPeople = new List‹Person›();
}
В этот момент вы можете поинтересоваться, что же на самом деле становится значением заполнителя. Открыв окно определения программного кода в Visual Studio 2005 (см. главу 2), вы увидите, что везде в определении типа List‹T› используется заполнитель Т. Ниже показана часть соответствующего листинга (обратите внимание на элементы, выделенные полужирным шрифтом).
// Часть листинга для типа List‹T›.
namespace System.Collections.Generic {
public class List‹T›: IList‹T›, ICollection‹T›, IEnumerable‹T›, IList, ICollection, IEnumerable {
…
public void Add(T item);
public IList‹T› AsReadOnly();
public int BinarySearch(T item);
public bool Contains(T item);
public void CopyTo(T[] array);
public int FindIndex(System.Predicate‹T› match);
public T FindLast(System.Predicate‹T› match);
public bool Remove(T item);
public int RemoveAll(System.Predicate‹T› match);
public T[] ToArray();
public bool TrueForAll(System.Predicate‹T› match);
public T this[int index] { get; set; }
…
}
}
Когда вы создаете тип List‹T› и указываете для него SportsCar, это эквивалентно следующему определению типа List‹T›.
namespace System.Collections.Generic {
public class List‹SportsCar›: IList‹SportsCar›, ICollection‹SportsCar›, IEnumerable‹SportsCar›, IList, ICollection, IEnumerable {
…
public void Add(SportsCar item);
public IList‹SportsCar› AsReadOnly();
public int BinarySearch(SportsCar item);
public bool Contains(SportsCar item);
public void CopyTo(SportsCar[] array);
public int FindIndex(System.Predicate‹SportsCar› match);
public SportsCar FindLast(System.Predicate‹SportsCar› match);
public bool Remove(SportsCar item);
public int RemoveAll(System.Predicate‹SportsCar› match);
publiс SportsCar[] ToArray();
public bool TrueForAll(System.Predicate‹SportsCar› match);
public SportsCar this[int index] { get; set; }
…
}
}
Конечно, когда вы создаете обобщенный List‹T›, нельзя сказать, что компилятор буквально создает совершенно новую реализацию типа List‹T›. Он обращается только к тем членам обобщенного типа, которые вы вызываете фактически. Чтобы пояснить это, предположим, что вы используете List‹T› для объектов SportsCar так.
static void Main(string[] args) {
// Проверка List, содержащего объекты SportsCars.
List‹SportsCar› myCars = new List‹SportsCar›();
myCars.Add(new SportsCar());
Console.WriteLine("Your List contains {0}", myCars.Count);
}
Если с помощью ildasm.exe проверить генерируемый CIL-код, обнаружатся следующие подстановки.
.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed {
.entrypoint
.maxstack 2
.locals init ([0] class [mscorlib] System.Collections.Generic.'List`1'‹class SportsCar› myCars)
newobj instance void class [mscorlib]System.Collections.Generic.'List`1'‹class SportsCar›::.ctor()
stloc.0
ldloc.0
newobj instance void CollectionGenerics.SportsCar::.ctor()
callvirt instance void class [mscorlib]System.Collections.Generic.'List`1'‹class SportsCar›::Add(!0)
nop
ldstr "Your List contains {0} item(s)."
ldloc.0
callvirt instance int32 class [mscorlib] System.Collections.Generic.'List`1' ‹class SportsCar›::get_Count()
box [mscorlib] System.Int32
call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string, object)
nop
ret
}
Теперь, после изучения процесса использования обобщенных типов из библиотек базовых классов, в оставшейся части главы мы рассмотрим вопросы создания обобщенных методов, типов и коллекций.
Создание обобщенных методов
Чтобы научиться интегрировать обобщения в проекты, мы начнем с простого примера обычной подпрограммы свопинга. Целью этого примера является построение метода обмена, который сможет работать c любыми типами данных (характеризуемыми значениями или ссылками), используя для этого один параметр типа. В силу самой природы алгоритмов свопинга входные параметры будут посылаться по ссылке (с помощью ключевого слова C# ref). Вот соответствующая полная реализация.
