Программирование

                    Выполняется тело метода.

                    Если метод возвращает значение, оно передается в точку вызова; если метод имеет тип void, управление передается на оператор, следующий после вызова.

При этом проверяется соответствие типов аргументов и параметров и при необходимости выполняется их преобразование. При несоответствии типов выдается диагностическое сообщение. Листинг 9.1 иллюстрирует этот процесс.

Листинг 9.1. Передача параметров методу

using System;

namespace ConsoleApplication1

{   class Class1

    {  

        static int Max(int a, int b)  // метод выбора максимального значения

        {

            if ( a > b ) return a;

            else         return b;

        }

        static void Main()

        {

            int a = 2, b = 4;

            int x = Max( a, b );                 // вызов метода Max

            Console.WriteLine( x );              // результат: 4

            short t1 = 3, t2 = 4;

            int y = Max( t1, t2 );               // вызов метода Max

            Console.WriteLine( y );              // результат: 4

            int z = Max( a + t1, t1 / 2 * b );   // вызов метода Max

            Console.WriteLine( z );              // результат: 5

        }

    }

}

Существуют два способа передачи параметров: по значению и по ссылке.

При передаче по значению метод получает копии значений аргументов, и операторы метода работают с этими копиями. Доступа к исходным значениям аргументов у метода нет, а, следовательно, нет и возможности их изменить.

При передаче по ссылке (по адресу) метод получает копии адресов аргументов, он осуществляет доступ к ячейкам памяти по этим адресам и может изменять исходные значения аргументов, модифицируя параметры.

В C# для обмена данными между вызывающей и вызываемой функциями предусмотрено четыре типа параметров:

                    параметры-значения;

                    параметры-ссылки — описываются с помощью ключевого слова ref;

                    выходные параметры — описываются с помощью ключевого слова out;

                    параметры-массивы — описываются с помощью ключевого слова params.

Ключевое слово предшествует описанию типа параметра. Если оно опущено, параметр считается параметром-значением. Параметр-массив может быть только один и должен располагаться последним в списке, например:

public int Calculate( int a, ref int b, out int c, params int[] d ) …

Параметры-значения

Параметр-значение описывается в заголовке метода следующим образом:

тип имя

Пример заголовка метода, имеющего один параметр-значение целого типа:

void P( int x )

Имя параметра может быть произвольным. Параметр х представляет собой локальную переменную, которая получает свое значение из вызывающей функции при вызове метода. В метод передается копия значения аргумента.

Механизм передачи следующий: из ячейки памяти, в которой хранится переменная, передаваемая в метод, берется ее значение и копируется в специальную область памяти — область параметров. Метод работает с этой копией. По завершении работы метода область параметров освобождается. Этот способ годится только для передачи в метод исходных данных.

При вызове метода на месте параметра, передаваемого по значению, может находиться выражение, для типа которого существует неявное преобразование типа выражения к типу параметра.

Например, пусть в вызывающей функции описаны переменные и им до вызова метода присвоены значения:

int    x = 1;

sbyte  c = 1;

ushort y = 1;

Тогда следующие вызовы метода Р, заголовок которого был описан ранее, будут синтаксически правильными:

P( x );    P( c );    P( y );    P( 200 );    P( x / 4 + 1 );

Параметры-ссылки

Признаком параметра-ссылки является ключевое слово ref перед описанием параметра:

ref тип имя

Пример заголовка метода, имеющего один параметр-ссылку целого типа:

void P( ref int x )

При вызове метода в область параметров копируется адрес аргумента, и метод через него имеет доступ к ячейке, в которой хранится аргумент. Метод работает непосредственно с переменной из вызывающей функции и, следовательно, может ее изменить, поэтому если в методе требуется изменить значения параметров, они должны передаваться только по ссылке.

Проиллюстрируем передачу параметров-значений и параметров-ссылок на примере (листинг 9.2).

Листинг 9.2. Параметры-значения и параметры-ссылки

using System;

namespace ConsoleApplication1

{   class Class1

    {  

        static void P( int a, ref int b )

        {

            a = 44; b = 33;

            Console.WriteLine( "внутри метода {0} {1}", a, b );

        }

        static void Main()

        {

            int a = 2, b = 4;

            Console.WriteLine( "до вызова     {0} {1}", a, b );

            P( a, ref b );

            Console.WriteLine( "после вызова  {0} {1}", a, b );

        }

    }

}

Результаты работы этой программы:

до вызова     2 4

внутри метода 44 33

после вызова  2 33

Несколько иная картина получится, если передавать в метод не величины значимых типов, а экземпляры классов, то есть величины ссылочных типов. Для простоты можно считать, что объекты всегда передаются по ссылке.

Выходные параметры

Довольно часто возникает необходимость в методах, которые формируют несколько величин. В этом случае становится неудобным ограничение параметров-ссылок: необходимость присваивания значения аргументу до вызова метода. Это ограничение снимает спецификатор out. Параметру, имеющему этот спецификатор, должно быть обязательно присвоено значение внутри метода.

Изменим описание второго параметра в листинге 9.2 так, чтобы он стал выходным (листинг 9.3).

Листинг 9.3. Выходные параметры

using System;

namespace ConsoleApplication1

{   class Class1

    {  

        static void P( int a, out int b )

        {

            a = 44; b = 33;

            Console.WriteLine( "внутри метода {0} {1}", a, b );

        }

        static void Main()

        {

            int a = 2, b;

            P( a, out b );

            Console.WriteLine( "после вызова  {0} {1}", a, b );

        }

    }

}

При вызове метода перед соответствующим параметром тоже указывается ключевое слово out.

Ключевое слово this

Каждый объект содержит свой экземпляр полей класса. Методы находятся в памяти в единственном экземпляре и используются всеми объектами совместно, поэтому необходимо обеспечить работу методов нестатических экземпляров с полями именно того объекта, для которого они были вызваны. Для этого в любой нестатический метод автоматически передается скрытый параметр this, в котором хранится ссылка на вызвавший функцию экземпляр.

В явном виде параметр this применяется для того, чтобы возвратить из метода ссылку на вызвавший объект, а также для идентификации поля в случае, если его имя совпадает с именем параметра метода, например:

    class Demo

    {

        double y;

        public Demo T()         // метод возвращает ссылку на экземпляр

        {

            return this;

        }

        public void Sety( double y )

        {

            this.y = y;         // полю y присваивается значение параметра y

        }

    }

Лекция 8. Конструкторы и свойства

Конструкторы

Конструктор предназначен для инициализации объекта. Он вызывается автоматически при создании объекта класса с помощью операции new. Имя конструктора совпадает с именем класса. Ниже перечислены свойства конструкторов.

                    Конструктор не возвращает значение, даже типа void.

                    Класс может иметь несколько конструкторов с разными параметрами для разных видов инициализации.

                    Если программист не указал ни одного конструктора или какие-то поля не были инициализированы, полям значимых типов присваивается нуль, полям ссылочных типов — значение null.

                    Конструктор, вызываемый без параметров, называется конструктором по умолчанию.

До сих пор мы задавали начальные значения полей класса при описании класса. Это удобно в том случае, когда для всех экземпляров класса начальные значения некоторого поля одинаковы. Если же при создании объектов требуется присваивать полю разные значения, это следует делать в конструкторе. В листинге 10.1 в класс Demo добавлен конструктор, а поля сделаны закрытыми.

Листинг 10.1. Класс с конструктором

using System;

namespace ConsoleApplication1

{  

    class Demo

    {

        public Demo( int a, double y )          // конструктор с параметрами

        {

            this.a = a;

            this.y = y;

        }

        public double Gety()                    // метод получения поля y

        {

            return y;

        }

        int a;  

        double y;

    }

    class Class1

    {   static void Main()

        {

            Demo a = new Demo( 300, 0.002 );     // вызов конструктора

            Console.WriteLine( a.Gety() );       // результат: 0,002

            Demo b = new Demo( 1, 5.71 );        // вызов конструктора

            Console.WriteLine( b.Gety() );       // результат: 5,71

        }

    }

}

Часто бывает удобно задать в классе несколько конструкторов, чтобы обеспечить возможность инициализации объектов разными способами. Все конструкторы должны иметь разные сигнатуры.

Если один из конструкторов выполняет какие-либо действия, а другой должен делать то же самое плюс еще что-нибудь, удобно вызвать первый конструктор из второго. Для этого используется уже известное вам ключевое слово this в другом контексте, например:

    class Demo

    {

        public Demo( int a )                         // конструктор 1

        {

            this.a = a;

        }

        public Demo( int a, double y ) : this( a )   // вызов конструктора 1

        {

            this.y = y;

        }

        ...

    }

Конструкция, находящаяся после двоеточия, называется инициализатором.

Как вы помните, все классы в C# имеют общего предка — класс object. Конструктор любого класса, если не указан инициализатор, автоматически вызывает конструктор своего предка.

До сих пор речь шла об «обычных» конструкторах, или конструкторах экземпляра. Существует второй тип конструкторов — статические конструкторы, или конструкторы класса. Конструктор экземпляра инициализирует данные экземпляра, конструктор класса — данные класса.

Статический конструктор не имеет параметров, его нельзя вызвать явным образом. Система сама определяет момент, в который требуется его выполнить.

Некоторые классы содержат только статические данные и, следовательно, создавать экземпляры таких объектов не имеет смысла. В версию 2.0 введена возможность описывать статический класс, то есть класс с модификатором static. Экземпляры такого класса создавать запрещено, и кроме того, от него запрещено наследовать. Все элементы такого класса должны явным образом объявляться с модификатором static (константы и вложенные типы классифицируются как статические элементы автоматически). В листинге 10.2 приведен пример статического класса.

Листинг 10.2. Статический класс (начиная с версии 2.0)

using System;

namespace ConsoleApplication1

{

    static class D

    {

        static int a = 200;

        static double b = 0.002;

        public static void Print ()

        {

            Console.WriteLine( "a = " + a );

            Console.WriteLine( "b = " + b );

        }

    }

    class Class1

    {   static void Main()

        {

            D.Print();

        }

    }

}

В качестве «сквозного» примера, на котором будет демонстрироваться работа с различными элементами класса, создадим класс, моделирующий персонаж компьютерной игры. Для этого требуется задать его свойства (например, количество щупальцев или наличие гранатомета) и поведение.

Листинг 10.3. Класс Monster

using System;

namespace ConsoleApplication1

{

    class Monster

    {

        public Monster()

        {

            this.name   = "Noname";

            this.health = 100;

            this.ammo   = 100;

        }

        public Monster( string name ) : this()

        {

            this.name = name;

        }

         public Monster( int health, int ammo, string name )

        {

            this.name   = name;

            this.health = health;

            this.ammo   = ammo;

        }

         public int GetName()

        {

            return name;

        }

         public int GetHealth()

        {

            return health;

        }

         public int GetAmmo()

        {

            return ammo;

        }

         public void Passport()

        {

            Console.WriteLine( "Monster {0} \t health = {1} ammo = {2}",

                              name, health, ammo );

        }

         string name;                // закрытые поля

        int health, ammo;

    }

     class Class1

    {

        static void Main()

        {

            Monster X = new Monster();

            X.Passport();

            Monster Vasia = new Monster( "Vasia" );

            Vasia.Passport();

            Monster Masha = new Monster( 200, 200, "Masha" );

            Masha.Passport();

        }

    }

}

Результат работы программы:

Monster Noname   health = 100 ammo = 100

Monster Vasia    health = 100 ammo = 100

Monster Masha    health = 200 ammo = 200

Свойства

Свойства служат для организации доступа к полям класса. Как правило, свойство связано с закрытым полем класса и определяет методы его получения и установки. Синтаксис свойства:

[ атрибуты ] [ спецификаторы ] тип имя_свойства

{

    [ get код_доступа ]

    [ set код_доступа ]

}

Значения спецификаторов для свойств и методов аналогичны. Чаще всего свойства объявляются со спецификатором public. Код доступа представляет собой блоки операторов, которые выполняются при получении (get) или установке (set) свойства. Может отсутствовать либо часть get, либо set, но не обе одновременно.

Если отсутствует часть set, свойство доступно только для чтения (read-only), если отсутствует часть get, свойство доступно только для записи (write-only). В версии C# 2.0 введена возможность задавать разный уровень доступа для частей get и set.