Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №9 - Журнал «Домашняя лаборатория»

могу входить в детали рассмотрения этой важной темы и ограничусь лишь рассмотрением самой идеи применения абстрактного класса. В основе любого класса лежит абстракция данных. Абстрактный класс описывает эту абстракцию, не входя в детали реализации, ограничиваясь описанием тех операций, которые можно выполнять над данными класса. Так, проектирование абстрактного класса Stack, описывающего стек, может состоять из рассмотрения основных операций над стеком и не определять, как будет реализован стек — списком или массивом. Два потомка абстрактного класса — ArrayStack и ListStack могут быть уже конкретными классами, основанными на различных представлениях стека.

Вот описание полностью абстрактного класса Stack;

public abstract class Stack

{

   public Stack()

   { }

   /// <summary>

   /// втолкнуть элемент item в стек

   /// </summary>

   /// <param name="item"></param>

   public abstract void put(int item);

   /// <summary>

   /// удалить элемент в вершине стека

   /// </summary>

   public abstract void remove();

   /// <summary>

   /// прочитать элемент в вершине стека

   /// </summary>

   public abstract int item();

   /// <summary>

   /// определить, пуст ли стек

   /// </summary>

   /// <returns></returns>

   public abstract bool IsEmpty();

}

Описание класса содержит только сигнатуры методов класса и их спецификацию, заданную тегами <summary>. Построим теперь одного из потомков этого класса, реализация которого основана на списковом представлении. Класс ListStack будет потомком абстрактного класса Stack и клиентом класса Linkable, задающего элементы списка. Класс Linkable выглядит совсем просто:

public class Linkable

{

   public Linkable()

   {   }

   public int info;

   public Linkable next;

}

В нем — два поля и конструктор по умолчанию. Построим теперь класс Liststack;

public class Liststack: Stack

{

   public Liststack ()

   {

       top = new Linkable ();

   }

   Linkable top;

   /// <summary>

   /// втолкнуть элемент item в стек

   /// </summary>

   /// <param name="item"></param>

   public override void put (int item)

   {

        Linkable newitem = new Linkable();

        newitem.info = item;

        newitem.next = top;

        top = newitem;

   }

   /// <summary>

   /// удалить элемент в вершине стека

   /// </summary>

   public override void remove()

   {

       top = top.next;

   }

   /// <summary>

   /// прочитать элемент в вершине стека

   /// </summary>

   public override int item()

   {

       return(top.info);

   }

   /// <summary>

   /// определить, пуст ли стек

   /// </summary>

   /// <returns></returns>

   public override bool IsEmpty()

   {

        return(top.next == null);

   }

}

Класс имеет одно поле top класса Linkable и методы, наследованные от абстрактного класса Stack. Теперь, когда задано представление данных, нетрудно написать реализацию операций. Реализация операций традиционна для стеков и, надеюсь, не требует пояснений.

Приведу пример работы со стеком:

public void TestStack()

{

   ListStack stack = new ListStack();

   stack.put (7); stack.put (9);

   Console.WriteLine(stack.item());

   stack.remove(); Console.WriteLine(stack.item());

   stack.put (11); stack.put (13);

   Console.WriteLine(stack.item());

   stack.remove(); Console.WriteLine(stack.item());

   if(!stack.IsEmpty()) stack.remove();

   Console.WriteLine(stack.item());

}

В результате работы этого теста будет напечатана следующая последовательность целых: 9, 7, 13, и, 7.

Классы без потомков

Экзотическим, но иногда полезным видом классов являются классы, для которых запрещается строить классы-потомки путем наследования. При создании такого класса нет необходимости в выполнении над классом каких-либо болезненных операций. Вполне достаточно приписать классу модификатор sealed — он и запрещает построение потомков.

19. Интерфейсы. Множественное наследование

Интерфейсы как частный случай класса. Множественное наследование. Проблемы. Множественное наследование интерфейсов. Встроенные интерфейсы. Интерфейсы IComparable, ICIoneable, ISerializable. Поверхностное и глубокое клонирование и сериализация. Сохранение и обмен данными.

Интерфейсы

Слово "интерфейс" многозначное и в разных контекстах оно имеет различный смысл. В данной лекции речь идет о понятии интерфейса, стоящем за ключевым словом interface. В таком понимании интерфейс — это частный случай класса. Интерфейс представляет собой полностью абстрактный класс, все методы которого абстрактны. От абстрактного класса интерфейс отличается некоторыми деталями в синтаксисе и поведении. Синтаксическое отличие состоит в том, что методы интерфейса объявляются без указания модификатора доступа. Отличие в поведении заключается в более жестких требованиях к потомкам. Класс, наследующий интерфейс, обязан полностью реализовать все методы интерфейса. В этом — отличие от класса, наследующего абстрактный класс, где потомок может реализовать лишь некоторые методы родительского абстрактного класса, оставаясь абстрактным классом. Но, конечно, не ради этих отличий были введены интерфейсы в язык С#. У них значительно более важная роль.

Введение в язык частных случаев усложняет его и свидетельствует о некоторых изъянах, для преодоления которых и вводятся частные случаи. Например, введение структур в язык C# позволило определять классы как развернутые типы. Конечно, проще было бы ввести в объявление класса соответствующий модификатор, позволяющий любой класс объявлять развернутым. Но этого сделано не было, а, следуя традиции языка C++, были введены структуры как частный случай классов.

Подробнее о развернутых и ссылочных типах см. лекцию 17.

Интерфейсы позволяют частично справиться с таким существенным недостатком языка, как отсутствие множественного наследования классов. Хотя реализация множественного наследования встречается с рядом проблем, его отсутствие существенно снижает выразительную мощь языка. В языке C# полного множественного наследования классов нет. Чтобы частично сгладить этот пробел, допускается множественное наследование интерфейсов. Обеспечить возможность классу иметь несколько родителей — один полноценный класс, а остальные в виде интерфейсов, — в этом и состоит основное назначение интерфейсов.

Отметим одно важное назначение интерфейсов. Интерфейс позволяет описывать некоторые желательные свойства, которыми могут обладать объекты разных классов. В библиотеке FCL имеется большое число подобных интерфейсов, с некоторыми из них мы познакомимся в этой лекции. Все классы, допускающие сравнение своих объектов, обычно наследуют интерфейс IComparable, реализация которого позволяет сравнивать объекты не только на равенство, но и на "больше", "меньше".

Две стратегии реализации интерфейса

Давайте опишем некоторый интерфейс, задающий дополнительные свойства объектов класса:

public interface IProps