Поделиться через


Универсальные интерфейсы. (Руководство по программированию на C#)

Часто рекомендуется определять интерфейсы либо для универсальных классов коллекций, либо для универсальных классов, представляющих элементы в коллекции. Приоритетным методом для универсальных классов является использование универсальных интерфейсов, таких как IComparable, а не IComparable, что позволяет избежать операций упаковки-распаковки над типами значений. Библиотека классов .NET Framework определяет несколько универсальных интерфейсов для использования с классами коллекций в пространстве имен System.Collections.Generic.

Если интерфейс указан в качестве ограничения параметра типа, могут использоваться лишь типы, реализующие интерфейс. В следующем примере кода показан класс SortedList<T>, который является производным от класса GenericList<T>. Дополнительные сведения см. в разделе Введение в универсальные шаблоны. (Руководство по программированию на C#). SortedList<T> добавляет ограничение where T : IComparable<T>. Это позволяет методу BubbleSort в SortedList<T> использовать универсальный метод CompareTo в элементах списка. В следующем примере элементы списка являются простым классом, Person, реализующим IComparable<Person>.

//Type parameter T in angle brackets. 
public class GenericList<T> : System.Collections.Generic.IEnumerable<T>
{
    protected Node head;
    protected Node current = null;

    // Nested class is also generic on T 
    protected class Node
    {
        public Node next;
        private T data;  //T as private member datatype 

        public Node(T t)  //T used in non-generic constructor
        {
            next = null;
            data = t;
        }

        public Node Next
        {
            get { return next; }
            set { next = value; }
        }

        public T Data  //T as return type of property
        {
            get { return data; }
            set { data = value; }
        }
    }

    public GenericList()  //constructor
    {
        head = null;
    }

    public void AddHead(T t)  //T as method parameter type
    {
        Node n = new Node(t);
        n.Next = head;
        head = n;
    }

    // Implementation of the iterator 
    public System.Collections.Generic.IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        Node current = head;
        while (current != null)
        {
            yield return current.Data;
            current = current.Next;
        }
    }

    // IEnumerable<T> inherits from IEnumerable, therefore this class  
    // must implement both the generic and non-generic versions of  
    // GetEnumerator. In most cases, the non-generic method can  
    // simply call the generic method.
    System.Collections.IEnumerator System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return GetEnumerator();
    }
}

public class SortedList<T> : GenericList<T> where T : System.IComparable<T>
{
    // A simple, unoptimized sort algorithm that  
    // orders list elements from lowest to highest: 

    public void BubbleSort()
    {
        if (null == head || null == head.Next)
        {
            return;
        }
        bool swapped;

        do
        {
            Node previous = null;
            Node current = head;
            swapped = false;

            while (current.next != null)
            {
                //  Because we need to call this method, the SortedList 
                //  class is constrained on IEnumerable<T> 
                if (current.Data.CompareTo(current.next.Data) > 0)
                {
                    Node tmp = current.next;
                    current.next = current.next.next;
                    tmp.next = current;

                    if (previous == null)
                    {
                        head = tmp;
                    }
                    else
                    {
                        previous.next = tmp;
                    }
                    previous = tmp;
                    swapped = true;
                }
                else
                {
                    previous = current;
                    current = current.next;
                }
            }
        } while (swapped);
    }
}

// A simple class that implements IComparable<T> using itself as the  
// type argument. This is a common design pattern in objects that  
// are stored in generic lists. 
public class Person : System.IComparable<Person>
{
    string name;
    int age;

    public Person(string s, int i)
    {
        name = s;
        age = i;
    }

    // This will cause list elements to be sorted on age values. 
    public int CompareTo(Person p)
    {
        return age - p.age;
    }

    public override string ToString()
    {
        return name + ":" + age;
    }

    // Must implement Equals. 
    public bool Equals(Person p)
    {
        return (this.age == p.age);
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        //Declare and instantiate a new generic SortedList class. 
        //Person is the type argument.
        SortedList<Person> list = new SortedList<Person>();

        //Create name and age values to initialize Person objects. 
        string[] names = new string[] 
        { 
            "Franscoise", 
            "Bill", 
            "Li", 
            "Sandra", 
            "Gunnar", 
            "Alok", 
            "Hiroyuki", 
            "Maria", 
            "Alessandro", 
            "Raul" 
        };

        int[] ages = new int[] { 45, 19, 28, 23, 18, 9, 108, 72, 30, 35 };

        //Populate the list. 
        for (int x = 0; x < 10; x++)
        {
            list.AddHead(new Person(names[x], ages[x]));
        }

        //Print out unsorted list. 
        foreach (Person p in list)
        {
            System.Console.WriteLine(p.ToString());
        }
        System.Console.WriteLine("Done with unsorted list");

        //Sort the list.
        list.BubbleSort();

        //Print out sorted list. 
        foreach (Person p in list)
        {
            System.Console.WriteLine(p.ToString());
        }
        System.Console.WriteLine("Done with sorted list");
    }
}

В качестве ограничений для одного типа можно указать несколько интерфейсов. Это выполняется следующим образом.

class Stack<T> where T : System.IComparable<T>, IEnumerable<T>
{
}

Интерфейс может определить несколько параметров типа, как показано далее.

interface IDictionary<K, V>
{
}

Правила наследования, которые применяются для классов, применимы и к интерфейсам.

interface IMonth<T> { }

interface IJanuary     : IMonth<int> { }  //No error 
interface IFebruary<T> : IMonth<int> { }  //No error 
interface IMarch<T>    : IMonth<T> { }    //No error 
//interface IApril<T>  : IMonth<T, U> {}  //Error

Универсальные интерфейсы могут наследовать от неуниверсальных, если первый тип интерфейсов является контравариантным, что означает использование его параметра типа в качестве возвращаемого значения. В библиотеке классов .NET Framework IEnumerable наследует от IEnumerable, поскольку IEnumerable использует только T в возвращаемом значении GetEnumerator и в методе считывания Current.

Конкретные классы могут реализовать закрытые конструируемые интерфейсы следующим образом.

interface IBaseInterface<T> { }

class SampleClass : IBaseInterface<string> { }

Универсальные классы могут реализовать универсальные интерфейсы или закрытые конструируемые интерфейсы, если список параметров класса предоставляет все необходимые для интерфейса аргументы. Это выполняется следующим образом.

interface IBaseInterface1<T> { }
interface IBaseInterface2<T, U> { }

class SampleClass1<T> : IBaseInterface1<T> { }          //No error 
class SampleClass2<T> : IBaseInterface2<T, string> { }  //No error

Правила, управляющие перегрузкой методов, совпадают с правилами для методов в универсальных классах, структурах или интерфейсах. Дополнительные сведения см. в разделе Универсальные методы (Руководство по программированию на C#).

См. также

Ссылки

Введение в универсальные шаблоны. (Руководство по программированию на C#)

interface (Справочник по C#)

Основные понятия

Руководство по программированию на C#

Другие ресурсы

Универсальные шаблоны в платформе .NET Framework