Методы (Руководство по программированию на C#)

Метод — это блок кода, содержащий ряд инструкций. Программа инициирует выполнение инструкций, вызывая метод и указывая все аргументы, необходимые для этого метода. В C# все инструкции выполняются в контексте метода.

Метод Main является точкой входа для каждого приложения C# и вызывается общеязыковой средой выполнения (CLR) при запуске программы. В приложении, использующем инструкции верхнего уровня, метод Main создается компилятором и содержит все инструкции верхнего уровня.

Примечание.

В этой статье рассматриваются названные методы. Дополнительные сведения об анонимных функциях см. в статье Лямбда-выражения.

Сигнатуры методов

Методы объявляются в классе, структуре или интерфейсе путем указания уровня доступа, такого как public или private, необязательных модификаторов, таких как abstract или sealed, возвращаемого значения, имени метода и всех параметров этого метода. Все эти части вместе представляют собой сигнатуру метода.

Внимание

Тип возврата метода не является частью сигнатуры метода в целях перегрузки метода. Однако он является частью сигнатуры метода при определении совместимости между делегатом и методом, который он указывает.

Параметры метода заключаются в скобки и разделяются запятыми. Пустые скобки указывают, что параметры методу не требуются. Этот класс содержит четыре метода:

abstract class Motorcycle
{
    // Anyone can call this.
    public void StartEngine() {/* Method statements here */ }

    // Only derived classes can call this.
    protected void AddGas(int gallons) { /* Method statements here */ }

    // Derived classes can override the base class implementation.
    public virtual int Drive(int miles, int speed) { /* Method statements here */ return 1; }

    // Derived classes must implement this.
    public abstract double GetTopSpeed();
}

Доступ к методу

Вызов метода в объекте аналогичен доступу к полю. После имени объекта добавьте точку, имя метода и круглые скобки. Аргументы перечисляются в этих скобках и разделяются запятыми. Таким образом, методы класса Motorcycle могут вызываться, как показано в следующем примере:

class TestMotorcycle : Motorcycle
{
    public override double GetTopSpeed()
    {
        return 108.4;
    }

    static void Main()
    {
        TestMotorcycle moto = new TestMotorcycle();

        moto.StartEngine();
        moto.AddGas(15);
        moto.Drive(5, 20);
        double speed = moto.GetTopSpeed();
        Console.WriteLine("My top speed is {0}", speed);
    }
}

Параметры и аргументы метода

Определение метода задает имена и типы всех необходимых параметров. Когда вызывающий код вызывает метод, он предоставляет конкретные значения, называемые аргументами, для каждого параметра. Аргументы должны быть совместимы с типом параметра, но имя аргумента (если есть), используемое в вызывающем коде, не обязательно должно совпадать с именем параметра, указанным в методе. Например:

public void Caller()
{
    int numA = 4;
    // Call with an int variable.
    int productA = Square(numA);

    int numB = 32;
    // Call with another int variable.
    int productB = Square(numB);

    // Call with an integer literal.
    int productC = Square(12);

    // Call with an expression that evaluates to int.
    productC = Square(productA * 3);
}

int Square(int i)
{
    // Store input argument in a local variable.
    int input = i;
    return input * input;
}

Передача по ссылке и передача по значению

По умолчанию при передаче в метод экземпляра типа значения вместо самого этого экземпляра передается его копия. Поэтому изменения в аргументе не оказывают влияния на исходный экземпляр в вызывающем методе. Чтобы передать экземпляр типа значения по ссылке, используйте ключевое слово ref. Дополнительные сведения см. в разделе Передача параметров типа значения.

При передаче в метод объекта ссылочного типа передается ссылка на этот объект. То есть метод получает не сам объект, а аргумент, который указывает расположение объекта. При изменении члена объекта с помощью этой ссылки это изменение отражается в аргументе в вызывающем методе, даже если объект передается по значению.

Ссылочный тип создается с помощью ключевого слова class, как показано в следующем примере.

public class SampleRefType
{
    public int value;
}

Теперь, если передать объект, основанный на этом типе, в метод, то будет передана ссылка на объект. В следующем примере объект типа SampleRefType передается в метод ModifyObject:

public static void TestRefType()
{
    SampleRefType rt = new SampleRefType();
    rt.value = 44;
    ModifyObject(rt);
    Console.WriteLine(rt.value);
}

static void ModifyObject(SampleRefType obj)
{
    obj.value = 33;
}

В этом примере, в сущности, делается то же, что и в предыдущем примере, — аргумент по значению передается в метод. Но поскольку здесь используется ссылочный тип, результат будет другим. В данном случае в методе ModifyObject изменено поле value параметра obj, а также изменено поле value аргумента, rtв методе TestRefType . В качестве выходных данных метод TestRefType отображает 33.

Дополнительные сведения о передаче ссылочных типов по ссылке и по значению см. в разделах Передача параметров ссылочного типа и Ссылочные типы.

Возвращаемые значения

Методы могут возвращать значение вызывающему объекту. Если тип возврата, указываемый перед именем метода, не void, этот метод может возвращать значение с помощью оператора return. Инструкция с ключевым словом return , за которым следует значение, соответствующее типу возврата, будет возвращать это значение объекту, вызвавшему метод.

Значение можно вернуть вызывающему объекту по значению или по ссылке. Значения возвращаются вызывающему объекту по ссылке, если ключевое слово ref используется в сигнатуре метода и указывается после каждого ключевого слова return. Например, следующая сигнатура метода и оператор return указывают, что метод возвращает переменную с именем estDistance вызывающему объекту по ссылке.

public ref double GetEstimatedDistance()
{
    return ref estDistance;
}

Ключевое слове return также останавливает выполнение метода. Если тип возврата — void, инструкцию return без значения по-прежнему можно использовать для завершения выполнения метода. Без ключевого слова return этот метод будет останавливать выполнение при достижении конца блока кода. Методы с типом возврата, отличным от void, должны использовать ключевое слово return для возврата значения. Например, в следующих двух методах ключевое слово return используется для возврата целочисленных значений.

class SimpleMath
{
    public int AddTwoNumbers(int number1, int number2)
    {
        return number1 + number2;
    }

    public int SquareANumber(int number)
    {
        return number * number;
    }
}

Чтобы использовать значение, возвращаемое из метода, вызывающий метод может применять сам вызов метода везде, где будет достаточно значения того же типа. Можно также назначить возвращаемое значение переменной. Например, следующие два примера кода достигают одной и той же цели.

int result = obj.AddTwoNumbers(1, 2);
result = obj.SquareANumber(result);
// The result is 9.
Console.WriteLine(result);

result = obj.SquareANumber(obj.AddTwoNumbers(1, 2));
// The result is 9.
Console.WriteLine(result);

Использование локальной переменной, в данном случае result, для сохранения значения является необязательным. Это может улучшить читаемость кода или может оказаться необходимым, если нужно сохранить исходное значение аргумента для всей области метода.

Чтобы использовать значение, возвращаемое по ссылке из метода, необходимо объявить локальную ссылочную переменную, если планируется изменение значения. Например, если метод Planet.GetEstimatedDistance возвращает значение Double по ссылке, можно определить его как локальную ссылочную переменную с использованием кода следующего вида:

ref double distance = ref Planet.GetEstimatedDistance();

Возвращать многомерный массив из метода M, который изменяет содержимое массива, необязательно, если вызывающая функция передает массив в M. В целях оптимизации можно возвращать полученный массив из M или функциональный поток значений, однако это необязательно. Это связано с тем, что C# передает все ссылочные типы по значению, а значение ссылки на массив представляет собой указатель на массив. В методе M любые изменения содержимого массива отслеживаются любым кодом, имеющим ссылку на массив, как показано в приведенном ниже примере:

static void Main(string[] args)
{
    int[,] matrix = new int[2, 2];
    FillMatrix(matrix);
    // matrix is now full of -1
}

public static void FillMatrix(int[,] matrix)
{
    for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++)
    {
        for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++)
        {
            matrix[i, j] = -1;
        }
    }
}

Асинхронные методы

С помощью функции async можно вызывать асинхронные методы, не прибегая к использованию явных обратных вызовов или ручному разделению кода между несколькими методами или лямбда-выражениями.

Если пометить метод с помощью модификатора async, можно использовать в этом методе инструкцию await. Когда управление достигает выражения await в асинхронном методе, управление возвращается вызывающему объекту и выполнение метода приостанавливается до завершения выполнения ожидающей задачи. После завершения задачи выполнение в методе может быть возобновлено.

Примечание.

Асинхронный метод возвращается в вызывающий объект, когда он встречает первый ожидаемый объект, выполнение которого еще не завершено, или когда выполнение асинхронного метода доходит до конца — в зависимости от того, что происходит раньше.

Асинхронный метод обычно имеет тип возвращаемого значения Task<TResult>, Task, IAsyncEnumerable<T> или void. Тип возвращаемого значения void в основном используется для определения обработчиков событий, где требуется возвращать тип void. Асинхронный метод, который возвращает тип void, не может быть ожидающим. Вызывающий объект метода, возвращающего значение типа void, не может перехватывать исключения, которые выдает этот метод. Асинхронный метод может иметь любой тип возвращаемой задачи.

В следующем примере DelayAsync является асинхронным методом с типом возврата Task<TResult>. DelayAsync имеет инструкцию return , которая возвращает целое число. Поэтому объявление метода DelayAsync должно иметь тип возврата Task<int>. Поскольку тип возврата — Task<int>, вычисление выражения await в DoSomethingAsync создает целое число, как показывает следующая инструкция: int result = await delayTask.

В следующем примере метод Main служит примером асинхронного метода с типом возврата Task. Он переходит к методу DoSomethingAsync и, поскольку он выражается в одной строке, он может опустить ключевые слова async и await. Поскольку DoSomethingAsync является асинхронным методом, задача для вызова DoSomethingAsync должна быть ожидаемой, как показывает следующая инструкция: await DoSomethingAsync();.

class Program
{
    static Task Main() => DoSomethingAsync();

    static async Task DoSomethingAsync()
    {
        Task<int> delayTask = DelayAsync();
        int result = await delayTask;

        // The previous two statements may be combined into
        // the following statement.
        //int result = await DelayAsync();

        Console.WriteLine($"Result: {result}");
    }

    static async Task<int> DelayAsync()
    {
        await Task.Delay(100);
        return 5;
    }
}
// Example output:
//   Result: 5

Асинхронный метод не может объявить все параметры ref или out , но может вызывать методы, которые имеют такие параметры.

Дополнительные сведения об асинхронных методах см. в разделах Асинхронное программирование с использованием ключевых слов async и await (C#) и Типы возвращаемых значений асинхронных операций.

Определения текста выражений

Часто используются определения методов, которые просто немедленно возвращаются с результатом выражения или которые имеют единственную инструкцию в тексте метода. Для определения таких методов существует сокращенный синтаксис с использованием =>:

public Point Move(int dx, int dy) => new Point(x + dx, y + dy);
public void Print() => Console.WriteLine(First + " " + Last);
// Works with operators, properties, and indexers too.
public static Complex operator +(Complex a, Complex b) => a.Add(b);
public string Name => First + " " + Last;
public Customer this[long id] => store.LookupCustomer(id);

Если метод возвращает void или является асинхронным методом, то текст метода должен быть выражением инструкции (так же, как при использовании лямбда-выражений). Свойства и индексаторы должны быть только для чтения, и вы не должны использовать ключевое слово get метода доступа.

Итераторы

Итератор выполняет настраиваемую итерацию по коллекции, например по списку или массиву. Итератор использует инструкцию yield return для возврата всех элементов по одному. При достижении инструкции yield return текущее расположение в коде запоминается. При следующем вызове итератора выполнение возобновляется с этого места.

Итератор вызывается из клиентского кода с помощью инструкции foreach .

Тип возвращаемого итератора может быть IEnumerable, IEnumerable<T>, IAsyncEnumerable<T>, IEnumeratorили IEnumerator<T>.

Дополнительные сведения см. в разделе Итераторы.

Спецификация языка C#

Дополнительные сведения см. в спецификации языка C#. Спецификация языка является предписывающим источником информации о синтаксисе и использовании языка C#.

См. также

• Система типов C#
• Модификаторы доступа
• Статические классы и члены статических классов
• Наследование
• Абстрактные и запечатанные классы и члены классов
• params
• out
• ref;
• Параметры методов