1. díl - Úvod do kolekcí a genericita

C# .NET Kolekce a LINQ Úvod do kolekcí a genericita

V dnešním dílu seriálu tutoriálů o C# .NET si řekneme nějakou teorii ke kolekcím, které si v této sekci podrobněji rozebereme.

Kolekce

Pojem kolekce označuje soubor dat, které jsou většinou stejného typu a slouží ke specifickému účelu. Během seriálu jsme se již setkali se dvěma typy kolekcí, bylo to pole a List. Kolekcí existuje velké množství a ačkoli se zvenku mnohdy tváří podobně, uvnitř fungují velmi odlišně a vybíráme si je podle konkrétního účelu. .NET disponuje velkým množstvím předpřipravených kolekcí, se kterými se v této sekci postupně seznámíme a zkusíme si s nimi pracovat.

Generické a obecné kolekce

Když se zamyslíme nad tím, jak bychom si udělali vlastní kolekci, jistě bychom po nějaké době dospěli k problému. Byl by jím datový typ kolekce. Chtěli bychom si např. naprogramovat vlastní List, vytvořili bychom třídu MujList.cs, do ní přidali příslušné metody a vše potřebné. Protože však chceme, aby byla naše kolekce univerzální a uměla tedy ukládat např. jak inty, tak uživatele, bude problém s datovým typem prvků uvnitř kolekce. Existují 2 varianty, jak tento problém vyřešit a i samotný .NET obsahuje kolekce těchto 2 typů.

Obecné kolekce

Jelikož víme, že všechny datové typy mají jako předka třídu Object, můžeme prvkům v naší kolekci přiřadit právě tento datový typ. Do kolekce nyní můžeme uložit v podstatě cokoli. Nevýhodou je, že sama kolekce datový typ nezná a proto umí prvky navracet jen jako obecné objekty. Po získání prvku z kolekce si jej tedy musíme přetypovat.

Uveďme si příklad negenerické kolekce, je jí ArrayList:

ArrayList list = new ArrayList();
list.Add("položka");

string polozka = (string)list[0];

Po vytvoření listu si do něj přidáme položku typu string. Abychom tuto položky mohli z listu získat zpět, je třeba ji na string zpětně přetypovat.

Pro funkčnost kódu musíme přidat using System.Collections. Jelikož tento jmenný prostor není ve výchozím projektu přítomen, napovídá nám to, že negenerické kolekce nebudou ta hlavní volba.

Generické kolekce

Generické kolekce řeší problém s datovým typem na úrovni jazyka C#. Zavádí tzv. genericitu. Zjednodušeně řečeno se jedná o možnost specifikovat datový typ až ve chvíli vytvoření instance. V samotné třídě se poté pracuje s generickým typem, který slouží jako zástupce pro budoucí datový typ. Můžeme si to představit tak, že se generický typ ve třídě změní např. na string ve chvíli, když vytvoříme její instanci. Jedná se tedy o možnost třídy nějakým způsobem parametrizovat.

Generický List již známe a onen datový typ (parametr) se generickým třídám specifikuje ve špičatých závorkách. Máme možnost specifikovat datový typ pouze jednou, při vytvoření kolekce. Jakékoli další přetypování odpadá:

List<string> list = new List<string>();
list.Add("položka");

string polozka = list[0];

Funkce programu je stejná, jako s negenerickou kolekcí ArrayList, nicméně číst můžeme bez nepohodlného přetypování.

Generické kolekce nahradily kolekce obecné a ty se již příliš nepoužívají a ani nejsou dále rozšiřovány. V seriálu se budeme věnovat generickým kolekcím a jejich negenerické protějšky pouze zmíníme.

Genericita

Genericita je samozřejmě vlastnost jazyka C# a my ji máme možnost ve svých třídách používat.

Zatím se nebudeme zatěžovat tvorbou vlastní kolekce, i když i to si v seriálu ukážeme. Vytvořme si třídu, která bude jednoduše spravovat jednu proměnnou. Proměnná bude generická, tedy libovolného datového typu. Založte si nový projekt, konzolovou aplikaci s názvem Genericita. Přidejte si novou třídu, pojmenujme ji nyní pro studijní účely pouze Trida. V její deklaraci přidáme generický parametr, který pojmenujeme T:

public class Trida<T>
{

}

Generických parametrů můžeme zadat ve špičatých závorkách více, oddělíme je čárkou. Někdy se to může hodit, my se s tím setkáme dále u generických slovníků.

Přesuneme se do metody Main(), kde si vytvoříme instanci naší třídy:

Trida<int> instance = new Trida<int>();

Nezapomeneme na špičaté závorky jak u datového typu, tak u konstruktoru. Nyní jsme parametru T v této instanci třídy určili datový typ int. Stejně tak si můžeme udělat další instanci té samé třídy a parametru T dát úplně jiný datový typ, např. string. Stačí nám tedy 1 třída pro více datových typů.

Pokračujme a vytvořme si ve třídě proměnnou. T můžeme použít jako běžný datový typ:

private T promenna;

Třídě ještě dodáme konstruktor, který proměnnou nastaví.

public Trida(T promenna)
{
        this.promenna = promenna;
}

V Main() aktualizujeme vytvoření instance:

Trida<int> instance = new Trida<int>(10);

Nyní instance obsahuje atribut proměnná, který je typu int a nabývá hodnoty 10.

Můžeme dokonce přidat metodu, která bude mít navíc další generický parametr (jiný, než má třída). Mohla by vypadat např. takto:

public bool Porovnej<T2>(T2 a)
{
        return promenna.Equals(a);
}

Zkusíme si tedy porovnat náš int s nějakým jiným typem:

instance.Porovnej<string>("15");

Další konstrukce

Pro úplnost si ještě uveďme několik konstrukcí.

Generický parametr třídy je možné blíže specifikovat, přesněji omezit. Slouží k tomu klíčové slovo where. Můžeme tak nastavit, že udaný datový typ musí např. obsahovat rozhraní IComparable:

public class Trida<T> where T: IComparable
{
        ...
}

Díky tomu můžeme na proměnných typu T nyní uvnitř třídy volat metody z daného rozhraní. Samotné rozhraní může opět obsahovat generický parametr, abychom generické typy mohli používat i v hlavičkách jeho metod.

Když uvedeme za where ještě new(), můžeme uvnitř typ T instanciovat. Taková malá továrna na instance libovolného typu by mohla vypadat takto:

public class Tovarna<T> where T : new()
{
    public T VytvorInstanci()
    {
        return new T();
    }
}

Pokud máme ve where již nějaká rozhraní, new() dáme jednoduše mezi ně a oddělíme čárkou.

Nakonec si ukažme, jak můžeme typ parametru omezit z hlediska dědičnosti.

public class Trida<A, B, C> where A : B where B : C
{

}

Výše jsme deklarovali třídu se třemi generickými parametry, kde A je potomkem B a B je potomkem C.

Příště se podíváme na Listy, představíme si různé implementace této kolekce a jejich výhody a nevýhody.


 

Stáhnout

Staženo 405x (21.23 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce C#

 

  Aktivity (1)

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Autor pracuje jako softwarový architekt a pedagog na projektu ITnetwork.cz (a jeho zahraničních verzích). Velmi si váží svobody podnikání v naší zemi a věří, že když se člověk neštítí práce, tak dokáže úplně cokoli.
Unicorn College Autor se informační technologie naučil na Unicorn College - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.

Jak se ti líbí článek?
Celkem (8 hlasů) :
4.8754.8754.8754.8754.875


 


Miniatura
Všechny články v sekci
Kolekce v C# .NET a LINQ
Miniatura
Následující článek
Seznam (List) pomocí pole v C#

 

 

Komentáře

Avatar
radek.veverka
Redaktor
Avatar
radek.veverka:

Ahoj, jak je to s konstruktorem při instanciování generického typu T? Vůbec se nezavolá? Anebo lze nějak specifikovat, abych mohl použít jen množinu datových typů, které mají v konstruktoru stejné dané parametry?

 
Odpovědět 24.7.2015 8:53
Děláme co je v našich silách, aby byly zdejší diskuze co nejkvalitnější. Proto do nich také mohou přispívat pouze registrovaní členové. Pro zapojení do diskuze se přihlas. Pokud ještě nemáš účet, zaregistruj se, je to zdarma.

Zobrazeno 1 zpráv z 1.