2.3. Общая система типов cts Общая система типов cts
1. Общая система типов cts
В каждой конкретной сборке может содержаться любое количество различающихся типов. В мире .NET «тип» представляет собой просто общий термин, который применяется для обозначения любого элемента из множества (класс, интерфейс, структура, перечисление, делегат). При построении решений с помощью любого языка .NET, скорее всего, придется взаимодействовать со многими из этих типов. Например, в сборке может содержаться один класс, реализующий определенное количество интерфейсов, метод одного из которых может принимать в качестве входного параметра перечисление, а возвращать структуру.
CTS (Common Type System ― общая система типов) представляет собой формальную спецификацию, в которой описано то, как должны быть определены типы для того, чтобы они могли обслуживаться в CLR-среде. Внутренние детали CTS обычно интересуют только тех, кто занимается разработкой инструментов и/или компиляторов для платформы .NET. Т.е. CTS описывает не просто примитивные типы данных, а целую развитую иерархию типов, включающую хорошо определенные точки, в которых код может определять свои собственные типы. Иерархическая структура общей системы типов (CTS) отражает объектно-ориентированную методологию одиночного наследования IL и показана на следующей схеме:
Рис. 1. 1. Общая система типов
Абсолютно всем .NET-программистам важно уметь работать на предпочитаемом ими языке с пятью типами из CTS. Краткий обзор этих типов приведен ниже:
1. Типы классов.
В каждом совместимом с .NET языке поддерживается, как минимум, понятие типа класса (class type), которое играет центральную роль в объектно-ориентированном программировании. Каждый класс может включать в себя любое количество членов(таких как конструкторы, свойства, методы и события) и точек данных (полей). В С# классы объявляются с помощью ключевого слова class:
class mySum
{
public int Sum(int x, int y)
{
return x + y;
}
}
Рассмотрим основные характеристики классов CTS:
Характеристика классов |
Описание |
Запечатанные |
Запечатанные (sealed), или герметизированные, классы не могут выступать в роли базовых для других классов, т.е. не допускают наследования |
Реализующие интерфейсы |
Интерфейсом (interface) называется коллекция абстрактных членов, которые обеспечивают возможность взаимодействия между объектом и пользователем этого объекта. CTS позволяет реализовать в классе любое количество интерфейсов |
Абстрактные или конкретные |
Экземпляры абстрактных (abstract) классов не могут создаваться напрямую, и предназначены для определения общих аспектов поведения для производных типов. Экземпляры же конкретных (concrete) классов могут создаваться напрямую |
Степень видимости |
Каждый класс должен конфигурироваться с атрибутом видимости (visibility). По сути, этот атрибут указывает, должен ли класс быть доступным для использования внешним сборкам или только изнутри определяющей сборки |
2. Типы интерфейсов.
Интерфейсы представляют собой не более чем просто именованную коллекцию определений абстрактных членов, которые могут поддерживаться (т.е. реализоваться) в данном классе или структуре. В С# типы интерфейсов определяются с помощью ключевого слова interface, как показано ниже:
// Объявление интерфейса в C#
public interface ICommandSource
{
void CommandParameter();
}
Сами по себе интерфейсы мало чем полезны. Однако когда они реализуются в классах или структурах уникальным образом, они позволяют получать доступ к дополнительным функциональным возможностям за счёт добавления просто ссылки на них в полиморфной форме.
3. Типы структур.
Понятие структуры тоже сформулировано в CTS. Тем, кому приходилось работать с языком С, будет приятно узнать, что таким пользовательским типам удалось «выжить» в мире .NET (хотя на внутреннем уровне они и ведут себя несколько иначе). Попросту говоря, структура может считаться «облегчённым» типом класса с основанной на использовании значений семантикой. Обычно структуры лучше всего подходят для моделирования геометрических и математических данных, и в С# они создаются с помощью ключевого слова struct:
// Тип структуры в C#
struct Rectangle
{
// В структурах могут содержаться поля, конструкторы и определяться методы
public string recFill;
public void MyBackground()
{
Console.WriteLine("Фон элемента: " + recFill);
}
}
4. Типы перечислений.
Перечисления (enumeration) представляют собой удобную программную конструкцию, которая позволяет группировать данные в пары «имя-значение». Например, предположим, что требуется создать приложение видеоигры, в котором игроку бы позволялось выбирать персонажа одной из трех следующих категорий: «Wizard» (маг), «Fighter» (воин) или «Thief» (вор). Вместо того чтобы использовать и отслеживать числовые значения для каждого варианта, в этом случае гораздо удобнее создать соответствующее перечисление с помощью ключевого слова enum:
// Тип перечисления С#.
public enum CharacterType
{
Wizard = 100,
Fighter = 200,
Thief = 300
}
По умолчанию для хранения каждого элемента выделяется блок памяти, соответствующий 32-битному целому, однако при необходимости (например, при программировании с расчетом на устройства, обладающие малыми объемами памяти, вроде мобильных устройств на Windows Phone 7 и более старых Windows Mobile 6.x и ниже) это значение можно изменить. Кроме того, в CTS необходимо, чтобы перечисляемые типы наследовались от общего базового класса System.Enum. В этом базовом классе присутствует ряд весьма интересных членов, которые позволяют извлекать, манипулировать и преобразовывать базовые пары «имя-значение» программным образом.
5. Типы делегатов.
Делегаты (delegate) являются .NET-эквивалентом безопасных в отношении типов указателей функций в стиле С. Главное отличие заключается в том, что делегат в.NET представляет собой класс, который наследуется от System.MulticastDelegate, а не просто указатель на какой-то конкретный адрес в памяти. В С# делегаты объявляются с помощью ключевого слова delegate.
Делегаты очень удобны, когда требуется обеспечить одну сущность возможностью перенаправлять вызов другой сущности и образовывать основу для архитектуры обработки событий .NET. Делегаты обладают внутренней поддержкой для групповой адресации (т.е. пересылки запроса сразу множеству получателей) и асинхронного вызова методов (т.е. вызова методов во вторичном потоке).