Proseminar: C# und.net. 6. Vortag Generische Klassen. Sebastian Wolf

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1 Proseminar: C# und.net 6. Vortag Generische Klassen Sebastian Wolf 1

2 Gliederung: 1. Einleitung 2. C# Beschränkte Generizität 4. Generische Methoden 5. Überladene generische Klassen 6. Was passiert hinter den Kulissen? 7. Quellen 2

3 1. Einleitung Bisher: public class Stack object[] items; int count; public void Push(object item) public object Pop() Stack stack = new Stack(); stack.push(new Customer()); Customer c = (Customer)stack.Pop(); Stack stack = new Stack(); stack.push(3); int i = (int)stack.pop(); object Kostet Zeit (Boxing und Unboxing) 3 Fehlerquellen Keine statische Typsicherheit (Fehler werden zur Übersetzung nicht erkannt) 3

4 2. C# 2.0 Generische Klassen Typparameter namens T public class Stack<T> T[ ] items; int count; public void Push(T item) public T Pop() Typ int bzw. Customer in spitzen Klammern zugewiesen: Stack<int> stack = new Stack<int>(); stack.push(3); int x = stack.pop(); Stack<Customer> stack = new Stack<Customer>(); stack.push(new Customer()); Customer c = stack.pop(); 4

5 Typparameter T durch Typargument int bzw. string ersetzt Diese Instanzen akzeptieren nur den erstellten Typ Generizität auch in anderen Programmiersprachen: Eiffel, Ada, Sather K oder in C++ (Schablone). kein Boxing erforderlich Geschwindigkeitsgewinn statische Typsicherheit Fehler werden zum Übersetzungszeitpunkt erkannt Zum Beispiel: Stack<Customer> stack = new Stack<Customer>(); stack.push(new Customer()); Customer c = stack.pop(); // Keine Umwandlung nötig stack.push(3); // Fehler zur Übersetzung (Type mismatch) int x = stack.pop(); // Fehler zur Übersetzung (Type mismatch) 5

6 Auch mehrere Typparameter möglich: public class Dictionary<K,V> public void Add(K key, V value) public V this[k key] Dictionary<string,Customer> dict = new Dictionary<string,Customer>(); dict.add("peter", new Customer()); Customer c = dict["peter"]; 6

7 3. Beschränkte Generizität Fordert bestimmte Eigenschaften für den einzusetzenden Typ Typen lassen sich nur nach einer expliziten und damit unsicheren Konvertierung ansprechen Fehler würden erst zur Laufzeit erkannt Zum Beispiel: public class Dictionary<K,V> public void Add(K key, V value) if (((IComparable)key).CompareTo(x) < 0) 7

8 Problemlösung: Neues Schlüsselwort where public class Dictionary<K,V> where K: IComparable public void Add(K key, V value) if (key.compareto(x) < 0) Keine Typenkonvertierung nötig Es lassen sich auch mehrere Eigenschaften hinterlegen Müssen alle zutreffen public class Dictionary<K, V> where K: IComparable<K>, IPersistable 8

9 4. Generische Methoden Methoden, die mit verschiedenen Datentypen arbeiten können Diese Methode zum Beispiel kann beliebige Arrays sortieren, solange die Elemente Icomparable implementieren: static void Sort<T>(T[] a) where T: IComparable for (int i = 0; i < a.length-1; i++) for (int j = i+1; j < a.length; j++) if (a[j].compareto(a[i]) < 0) Benutzung: Tx = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = x; int[] a = 3, 7, 2, 5, 3; Sort<int>(a); // a == 2, 3, 3, 5, 7 string[] s = "one", "two", "three"; Sort<string>(s); // s == "one", "three", "two" 9

10 5. Überladene generische Klassen class G1<U> long F1(U u); // Invalid overload, G<int> würde zwei int F1(int i); // Methoden mit derselben Signatur haben void F2(U u1, U u2); // Valid overload, kein Typargument für U void F2(int i, string s); // könnte int und string zugleich sein class G2<U,V> void F5(U u, V v); // Invalid overload, G2<int,int> würde zwei void F5(V v, U u); // Methoden mit der gleichen Signatur haben void F7(U u1, I1<V> v2); // Valid overload, U kann nicht V und I1<V> void F7(V v1, U u2); // zugleich sein 10

11 6. Was passiert hinter den Kulissen? public class Stack<T> Compiler erzeugt CIL-Code (Common Intermediate Language) für die Klasse Stack mit Platzhalter für T. Stack<string> a = new Stack<string>(); o CLR erzeugt zur Laufzeit eine neues Objekt Stack<object>, der mit allen Referenztypen arbeiten kann. Stack<string> b = new Stack <string>(); o Verwendet vorhandenes StackObject. Stack<Node> b = new Stack<Node>(); o Verwendet vorhandenes StackObject. Stack<int> a = new Stack<int>(); o CLR (Common Language Runtime) erzeugt zur Laufzeit ein neues Objekt Stack<int>, in der T durch int ersetzt wird. Stack<int> b = new Stack<int>(); o Verwendet vorhandenen StackInt Stack<float> c = new Stack<float>(); o CLR erzeugt zur Laufzeit neues Objekt Stack<float>, in der T durch float ersetzt wird. 11

12 7. Quellen: a. Neue Features in C# b. Vorschau: Visual C# "Whidbey" c. (R)Evolution die kommende C#-Version d. Version 2.0 Specification July e. Generizität in Java und C# f. Design and Implementation of Generics for the.net Common Language Runtime g. Generizität h. Wolfgang Beer, et.al Die.NET Technologie Grundlagen und Anwendungsprogrammierung dpunkt-verlag 12

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