Соотношение параметров и аргументов

Чтобы объяснить возможности и особенности разных видов параметров, начнем с того, что при обращении к методу каждый фиксированный параметр замещается некоторым аргументом. Соответствие между параметрами и замещающими их аргументами устанавливается по их взаимному расположению, т. е. параметры определены позиционно.

Аргумент, заменяющий фиксированный параметр, представляет собой выражение, тип которого совпадает или может быть приведен к типу, указанному в спецификации соответствующего параметра.

Для параметра, передаваемого по значению, при обращении к методу создается внутри метода временный объект, которому присваивается значение аргумента. Имя параметра в теле метода соотнесено с этим временным объектом и никак не связано с тем конкретным аргументом, который использован в обращении вместо параметра. Операции, выполняемые в теле метода с участием такого параметра, действуют только на временный объект, которому присвоено значение аргумента.

В Стандарте C# для иллюстрации независимости аргумента от изменений параметра, передаваемого по значению, приведена следующая программа:

// 09₀₄.cs — параметр, передаваемый по значению

using System;

class Program.

{

static void F (int p).

{

p++;

Console.WriteLine («p = {0}», p);

}

static void Main ().

{

int a = 1;

Console.WriteLine («pre: a = {0}», a);

F (a);

Console.WriteLine («post: a = {0}», a);

} }

Результат выполнения программы:

pre: a = 1.

P = 2.

post: a = 1.

Изменение параметра p в теле метода F () не повлияло на значение аргумента а.

Таким образом, как показывает приведенный пример, параметры, передаваемые по значениям, служат для передачи данных в метод, но не позволяют вернуть какую-либо информацию из метода.

В классе может быть любое количество статических методов, и они могут беспрепятственно обращаться друг к другу. Покажем на примере какие при этом появляются возможности.

Задача: написать функцию (метод), возвращающую значение минимального из четырех аргументов. Прямой путь — использовать в теле метода вложенные условные операторы или условные выражения. Поступим по-другому — определим вспомогательную функцию, которая возвращает минимальное значение одного из двух параметров. Программа может быть такой:

// 09₀₅.cs — вложенные вызовы функций using System; class Program {.

// Вспомогательная функция:

static double min2(double zl, double z2).

{

return zl < z2? zl: z2;

}

// функция возвращает минимальное из значений параметров: static double min4(double xl, double x2, double x3, double x4).

{

return min2(min2(min2(xl, x2), x3), x4);

}

static void MainQ.

{

Console.WriteLine (min4(24, 8, 4, 0.3));

} }

Результат выполнения программы:

0.3.

В данном примере оба статических метода min2() и min4() выступают в роли функций. Обратите внимание на вложение обращений к функции min2() в выражении оператора return из функции min4().

Чтобы метод мог с помощью параметров изменять внешние по отношению к методу объекты, соответствующие им параметры должны иметь модификатор ref, т. е. передаваться по ссылке.

Для иллюстрации этой возможности модифицируем программу 09₀₄.cs — снабдим параметр новой функции FRQ модификатором ref.

// 09₀₆.cs — параметр типа int, передаваемый по ссылке using System; class Program {.

static void FR (ref int p).

{

p++;

Console.WriteLine («p = {0}», p);

}

int a = 1;

Console.WriteLine («pre: a = {0}», a);

FR (ref a);

Console.WriteLine («post: a = {0}», a);

} }

Результат выполнения программы:

рге: а = 1.

Р = 2.

post: а = 2.

После обращения к методу FRQ значение внешней по отношению FRQ переменной изменилось.

Обратите внимание, что аргумент, подставляемый на место передаваемого по ссылке параметра, должен быть снабжен модификатором ref.

В качестве примера метода с параметрами, передаваемыми по ссылкам, часто рассматривают метод swap (), меняющий местами значения двух объектов, адресованных аргументами. Рассмотрим чуть более сложную задачу — метод упорядочения (в порядке возрастания) значений трех целочисленных переменных. Для демонстрации возможностей вспомогательных методов определим в том же классе метод упорядочения двух переменных:

// Вспомогательный метод

static void rank2(ref int x, ref int y).

{

int m;

if (x > y).

{

m = x; x = у; у = m;

>

}

Метод rank2() играет роль процедуры — он в точку вызова ничего не возвращает, так как тип возвращаемого значения void. Параметры — целочисленные переменные, передаваемые по ссылкам. В теле метода объявлена вспомогательная локальная переменная int m. Она используется как промежуточный буфер при обмене значений параметров х и у.

Имея приведенный метод, можно написать следующую процедуру, решающую нашу задачу сортировки трех переменных:

static void rank3(ref int xl, ref int x2, ref int x3).

{

rank2(ref xl, ref x2) j rank2(ref x2, ref x3) j rank2(ref xl, ref x2);

>

В теле метода rank3() его параметры используются в качестве аргументов при обращениях к методу rank2(). Процедура гапк2() вызывается трижды, последовательно сортируя значения, на которые указывают сначала параметры xl, х2, затем х2, хЗ и затем xl, х2. Функция Main (), иллюстрирующая применение метода rank3():

static void Main ().

{

int i = 85, j = 23, к = 56;

rank3(ref i, ref j, ref k);

Console.WriteLine («i={0}, j={l}, k={2}», i, j, k);

}

Результат выполнения программы:

i=23, j=56, k=85.

Итак, параметры, передаваемые по ссылке, используются для изменения уже существующих значений внешних по отношению к методу объектов.

Еще раз обратите внимание, что модификатор ref используется не только перед параметром, но и перед замещающим его аргументом. Особо отметим, что аргументом может быть только имеющая значение переменная (не константа и не выражение) того же типа, что и параметр.

Console.WriteLine (rank3(ref 24, ref 8, ref 4)); // ошибка!

П ERROR — аргументы должны быть переменными!!!

Выходные параметры снабжаются модификатором out и позволяют присвоить значения объектам вызывающего метода даже в тех случаях, когда эти объекты значений еще не имели.

Возникает вопрос — зачем нужен модификатор out, если те же действия обеспечивает применение модификатора ref? Связано появление модификатора out с правилом обязательной инициализации переменных. Модификатор out «говорит» компилятору — «не обращай внимание на отсутствие значения у переменной, которая использована в качестве аргумента», и компилятор не выдает сообщения об ошибке. Однако эта переменная обязательно должна получить конкретное значение в теле метода. В противном случае компилятор зафиксирует ошибку. Ошибкой будет и попытка использования в теле метода значения выходного параметра без предварительного присваивания ему значения.

Метод с выходными параметрами (имеющими модификаторы ref или out) обычно выступает в роли процедуры. Хотя не запрещено такому методу возвращать значение с помощью оператора return. Примером такого метода служит метод TryPasreO, который мы уже использовали в примерах программ.

В качестве иллюстрации применения выходных параметров приведем метод, возвращающий целую (int integer) и дробную (double fra) части вещественного числа (double х). В функции MainQ определим три переменных: double real — исходное число, double dPart — дробная часть, int iPart — целая часть. Переменная real инициализирована, переменные iPart, dPart не имеют значений до обращения к методу.

// 09₀₈.cs — параметры-результаты using System; class Program {.

// Метод возвращает значения целой и дробной частей

// вещественного параметра

static void fun (double х, out int integer, out double fra).

{

integer = (int)x;

fra = x — integer;

}

static void Main ().

{

double real = 53.93;

double dPart;

int iPart;

fun (real, out iPart, out dPart);

Console.WriteLine («iPart={0}, dPart={l}», iPart, dPart);

}

>

Результат выполнения программы: iPart=53, dPart=0,93.

Необходимо отметить, что при больших значениях аргумента, заменяющего параметр double х, величина (int)x может превысить предельное значение типа int. Это приведет к неверным результатам за счет переполнения, о котором мы говорили в гл. 3.

Для параметров с модификаторами out в версии C# 7.0 добавлен ряд синтаксических усовершенствований, призванных упростить (а возможно, просто украсить) код программы. Одним из названных изменений является возможность объявления «на лету» переменных, используемых в качестве аргументов при обращении к методу.

Результаты выполнения предыдущей программы не изменятся, если в методе Main () объявления переменных, возвращающих результаты выполнения метода fun (), разместить непосредственно в обращении к методу:

static void Main ().

{

double real = 53.93;

fun (real, out int iPart, out double dPart);

Console.WriteLine («iPart={0}, dPart={l}», iPart, dPart);

}

Вторая особенность параметра с модификатором out — возможность исключить соответствующий ему аргумент из обращения к методу, если результат, возвращаемый параметром, не нужен в конкретном использовании метода. Для названного «отбрасывания» аргументов каждый ненужный параметр заменяется аргументом (подстановкой) такого вида: «out_».

Продолжая предыдущий пример, покажем, как можно получить с помощью обращения к методу fun () только значение дробной части вещественного числа, заданного первым аргументом:

fun (real, out out double fraction);

Console.WriteLine («traction={0}», fraction);

У метода два параметра с модификаторами out. Так как параметр out int integer не нужен, то в обращении к методу он заменен аргументом «out _». Для получения результата использован объявляемый на лету аргумент out double fraction.

Если в спецификации параметра задано значение по умолчанию, и именно такое значение требуется при конкретном обращении к методу, то соответствующий аргумент можно опустить. Если соответствие между параметрами и аргументами устанавливается по их взаимному расположению (т. е. по занимаемым ими позициям), то параметры со значениями по умолчанию должны размещаться в конце списка параметров. Рассмотрим следующий пример:

static void MainQ.

{

void PrintReal (double x, string format = «Значение = {0:F4}»).

=> Console. WriteLine (format, x);

PrintReal (5.0/3);

}

В методе Main () локализован метод PrintRealO, сжатый до выражения. Для второго параметра string format задано значение по умолчанию в виде строки «Значение = {0:F4}». В теле метода PrintRealO параметр format используется в качестве форматной строки метода WriteLine ().

В обращении PrintReal (5.0/3) второй аргумент опущен, и вместо него используется умалчиваемое значение второго параметра.

Результат выполнения:

Значение = 1,6667.

При позиционном сопоставлении аргументов с заменяемыми ими параметрами размещать спецификации параметров с умалчиваемыми значениями нужно только после обязательных параметров, не содержащих умалчиваемых значений. Это не всегда удобно. Чтобы устранить указанное неудобство, в обращении к методам можно использовать именованные аргументы. В этом случае каждый аргумент идентифицируется именем того параметра, который он должен заменить. Аргумент выглядит так:

имя_параметра: выражение Обращение:

PrintReal (format:" Научная нотация: {0:Е4}", х: 479.77); Результат выполнения:

Научная нотация: 4,7977Е+002.