Упаковка и распаковка

Когда значение структурного типа преобразуется к типу object или приводится к типу того интерфейса, который реализован структурой, выполняется операция упаковки (boxing). Эта операция выполняется автоматически и не требует вмешательства программиста.

Упаковкой называют процесс явного преобразования из типа значений в тип ссылок. При упаковке создается и размещается в куче объект, которому присваивается значение объекта с типом значения. Возвращаемым значением при выполнении упаковки служит ссылка на объект кучи.

Обратной операцией является распаковка (unboxing), при которой значение объекта присваивается переменной с типом значения.

Автоматическая упаковка выполняется в тех случаях, когда выполняется допустимое присваивание ссылке на объект ссылочного типа переменной с типом значения. Так как все классы языка C# имеют общий базовый класс object, то ссылке типа object можно присвоить значение экземпляра структуры. В этом случае выполняется автоматическая упаковка, не требующая вмешательства программиста. Обратная процедура — распаковка — автоматически не выполняется. Для распаковки необходимо применять операцию приведения типов.

Сказанное относится не только к присваиванию, но и к передаче параметров и к возвращаемому методом результату. Рассмотрим статический метод с таким заголовком:

static object reDouble (object obj).

Метод принимает ссылку на объект типа object и возвращает значение того же типа. Внешне ничто не препятствует применению в обращении к этому методу в качестве аргумента ссылки на объект любого типа. Однако в теле метода необходимо учитывать конкретный тип аргумента и формировать возвращаемый результат в соответствии с этим типом. В следующей программе определен структурный тип Structl с полем х типа double и метод с приведенным выше заголовком.

// 15₁₀.cs — структуры, упаковка, распаковка using System;

struct Structl // структурный тип

{

double x;

public double X { get { return x; } set { x = value; } }.

}

class Program.

{

static object reDouble (object obj).

{

if (obj is Structl).

{

Structl st = (Structl)obj; st. X = 2 * st. X; return st;

}

else.

Console.WriteLine («HeH3BecTHbiii тип!»);

return obj;

}

static void Main ().

{

Structl one = new StructlQ;

one.X = 4;

Structl two = (Structl)reDouble (one);

Console.WriteLine («one.X={0}; two. X={l}», one. X, two. X);

Console.WriteLine («(int)reDouble (55)={0}», (int)reDouble (55));

}

>

Результат выполнения программы:

one.X=4; two. X=8 Неизвестный тип!

(int)reDouble (55)=55.

Метод reDouble () обрабатывает только аргументы типа Structl, хотя ему можно передать аргумент любого типа. Если аргумент имеет тип Structl, метод reDouble () выполняет его распаковку и удваивает значение поля double х. Если тип аргумента отличен от Structl, то тип распознается как неизвестный и аргумент возвращается в точку вызова в «упакованном» виде. Для примера в методе Main () обращение к reDoubleQ выполнено дважды с аргументами разных типов.

Понимание процедур упаковки и распаковки необходимо для применения таких библиотечных средств как коллекции. К ним относится класс ArrayList (массив-список) из пространства имен System.Collections. Объект класса ArrayList во многих случаях «ведет себя» как массив. Например, к нему применима индексация. В отличие от массивов, производных от класса Array, объекты класса ArrayList могут расти в процессе выполнения программы. Количество их элементов увеличивается, как только в этом возникает необходимость, причем рост выполняется автоматически без вмешательства программиста.

Но не все просто. Рассмотрим объявление такого растущего массива-списка:

using System. Collection;

ArrayList dinamo = new ArrayList (3);

В данном примере объявлена ссылка dinamo и ассоциированный с нею объект класса ArrayList. В обращении к конструктору ArrayList () указан начальный размер массива-списка. Можно предположить, что теперь можно обращаться к элементам массива-списка, используя индексы со значениями 0, 1, 2. Однако следующая попытка будет ошибочной:

dinamo [1] = 45.3; // ошибка времени исполнения

Даже если в вызове конструктора указан размер массива-списка, первоначально элементов в создаваемом массиве-списке НЕТ! Отличие объекта класса ArrayList от традиционного массива состоит в том, что в массив-список элементы должны быть вначале занесены с помощью нестатического метода Add () класса ArrayList.

Заголовок метода:

public virtual int Add (object value).

Метод добавляет в конец массива-списка элемент, заданный аргументом. Возвращаемое значение — порядковый номер (индекс) добавленного элемента. Нумерация элементов начинается с нуля.

Так как тип параметра object, то в качестве аргумента можно использовать значение любого типа. Следовательно, в один массивсписок можно помещать элементы разных типов. Процедура упаковки, необходимая для аргументов с типами значений, выполняется автоматически. А вот при получении значения элемента массива-списка нужно явно выполнить распаковку, узнав предварительно, какой тип имеет элемент.

В следующей программе создан массив-список, представляемый ссылкой ArrayList dynamo. Затем в этот массив-список добавлены элементы со значениями типов double, int и Points, где Points — пользовательский тип, объявленный в программе как структурный. Текст программы:

// 15_ll.cs — структуры и массив-список типа ArrayList using System;

using System. Collections; // Для ArrayList class Program {.

static void Main ().

{

ArrayList dinamo = new ArrayList (); dinamo. Add (4.8); dinamo. Add (new PointSQ); dinamo. Add (100);

Points ps = new PointSQ; ps. X = 10.2; dinamo. Add (ps); dinamo[l] = 1.23; foreach (object ob in dinamo) if (ob is Points).

Console.WriteLine («Struct: X={0}; Y={1}» ,.

((PointS)ob).X, ((PointS)ob).Y);

else.

if (ob is Double).

Console.WriteLine («Double: Value={0}» ,.

((double)ob) .ToStringQ);

>

}

struct Points // структурный тип

{

double x, у;

public double X { get { return x; } set { x = value; } } public double Y { get { return y; } set { у = value; } }.

}

Результат выполнения программы:

Double: Value=4,8 Double: Value=l, 23 Struct: X=10,2; Y=0.

В методе Main () в массив-спискок dinamo занесены четыре разнотипных элемента. Обратите внимание, как с помощью выражения с индексацией выполнено присваивание второму элементу массива-списка:

dinamo[l] = 1.23;

Перед этим присваиванием значением элемента dinamo [1] был объект структуры Points.

После размещения в массиве-списке dinamo четырех элементов эти элементы перебираются в цикле foreach. Параметр цикла ob имеет тип object. Ему последовательно присваиваются ссылки на разнотипные элементы массива-списка. Непосредственно использовать параметр типа object для доступа к объектам разных типов невозможно — у каждого типа своя архитектура, т. е. свои члены, свои поля. В теле цикла условные операторы, предназначенные для распознавания типов. Распознаются только типы double и Points. В качестве проверяемого условия в операторах if используется выражение с операцией is.