Programujeme v jazyku C# II. Diel 5. – Generics I

Michal Čižmár  /  21. 12. 2005, 00:00

Tento diel pokračuje v téme zoznamov. Kým sa ale dostaneme priamo k triedam, ktoré reprezentujú zoznamy v C#, oboznámime sa s veľmi zaujímavým princípom a to s generickým programovaním.

Ak Vaše začiatky s programovaním sprevádza tento seriál a zvládnete aj tému zoznamov, môžete si pogratulovať pretože zo začiatočníka prechádzate na mierne pokročilého programátora. Teda aspoň podľa mojej klasifikácie, ale aj tak každý určite uzná, že generické programovanie nie je témou pre úplných začiatočníkov.

POZOR! Nezamieňajte si pojmy generické a genetické programovanie, pretože obidva pojmi hovoria úplne o niečom inom. Možno neveríte, ale používa sa aj genetické programovanie, hlavne na riešenie zložitých (náročných na výpočtovú kapacitu) problémov.


>>Hups, generické programovanie, to je čo?

Neľakajte sa :-). Nie je to nič ťažké. Na začiatok si musíme vysvetliť slovíčko : generický. Nie, nebudem citovať slovník cudzích slov. Vysvetlíme si to na príklade.

Určite ste už niekedy inštalovali napr. zvukovú alebo grafickú kartu, či iný hardvér do počítača. Ak Váš operačný systém nepoznal presný typ daného hardvéru, nainštaloval iba všeobecné (generické) ovládače pre daný druh hardvéru. Je to možné preto, že určitý druh hardvéru poskytuje rovnaké služby nezávisle na konkrétnom type.

Takže napríklad generický ovládač (driver) pre tlačiareň by dokázal fungovať v takej miere, že by bolo možné tlačiť, ale už by nefungovali nejaké špeciálne funkcie, napr. informovanie o stave náplní. Možno ste sa s týmto pojmom stretli aj u generických liekov, ale to sa nebudem pokúšať vysvetliť, pretože medicínu som neštudoval, ale predpokladám, že tam bude podobný princíp ako v generických ovládačoch (dosť tvrdo povedané) :-)

Generická funkcia (alebo metóda) teda nie je určená pre konkrétny dátový typ, ale pre celú oblasť premenných podobného dátového typu.


>>Už si to viem predstaviť, ale chcem konkrétny príklad!

OK. Už len dodám malú poznámku. Možno ste sa stretli v programovaní s  pojmom šablóny a ak ste pochopili nim, tak určite chápete aj generickým funkciám, pretože sú dva pojmy pre skoro tú istú vec :-) Sú tam niektoré rozdiely (hlavne z hľadiska vnútornej reprezentácie), ktoré ak Vás zaujímajú napíšte do diskusie, pretože by to inak vydalo na celý diel.

Teraz Vám ukážem jednoduchý príklad, na ktorom úplne jasne uvidíte, o čom to tu doteraz básnim. Je to funkcia, ktorá zamieňa obsah dvoch premenných. Vidíte, že už jej popis nič nehovorí o tom, akého dátového typu budú konkrétne premenné. A to je jasná známka toho, že by bolo vhodné použiť generickú funkciu.

Najprv si vyskúšajte príklad a potom sa pozrieme bližšie na syntax.


Príklad č.1

using System;
using System.Collections.Generic;
class MainClass { //!!!!
public static void Swap<T>(ref T vstup1,ref T vstup2)
{
T temp;
temp = vstup1;
vstup1 = vstup2;
vstup2 = temp;
}
//----------------------------------------------------
static void Main(string[] args)
{
int a = 5;
int b = 6;

Console.WriteLine("Pred swap a={0} b={1}",a,b);
Swap(ref a,ref b); // funguje pre datovy typ int
Console.WriteLine("Po swap a={0} b={1}",a,b);

float c = 2.5f;
float d = 3.14f;

Console.WriteLine("Pred swap c={0} d={1}", c, d);
Swap(ref c, ref d); // funguje pre float
Console.WriteLine("Po swap c={0} d={1}", c, d);

string text1 = "ahoj";
string text2 = "cau";

Console.WriteLine("Pred swap text1={0} text2={1}",
text1, text2);
Swap(ref text1, ref text2); // funguje pre text!!!!
Console.WriteLine("Po swap text1={0} text2={1}",
text1, text2);

Console.ReadKey();
}
}

Príklad na stiahnutie (src+exe)




>>Generické funkcie (metódy)

Ako fungujú ste si všimli hore v príklade. Naprogramovali sme funkciu Swap na zámenu obsahu dvoch premenných. Za meno metódy a pred okrúhle zátvorky napíšeme <T>, čím hovoríme, že funkcia bude pracovať so všeobecným dátovým typom T. Písmeno T sa používa len z dohody, môžete tam dať ľubovoľné písmeno. Lenže od čias C++ a šablón si programátori zvykli na T (prípadne U,V,X,Y...) tak ho používam aj ja.

Týmto sme zadeklarovali metódu ako generickú a všade v jej tele, počnúc hlavičkou a výstupnou hodnotou, T reprezentuje jeden (ale takmer ľubovoľný) typ premennej.

Ak teda zavoláme funkciu Swap a prvý argument je typu int, tak C# kompilátor nahradí všetky T-čka vo funkcii int-om a podľa toho sa aj k premenným správa.


>>Generické metódy s podmienkou

Ak už začínate chápať generickým metódam, určite rozmýšľate nad otázkou : Čo keď naprogramujem nejakú generickú funkciu, tá bude používať nejaký operátor nad dátovým typom T, ale po dosadené konkrétneho typu, tento typ daný operátor nepodporuje?

Tak možno, že ste si presne takúto otázku nepoložili ....:-) Ale tak, či tak sa pozrite na príklad a bude Vám hneď jasné čo som chcel povedať.

Príklad č.2
using System;
using System.Collections.Generic;


class MainClass {
public static T FindMax<T>(T a,T b)
where T : IComparable
{
// takto to vobec nefunguje
//if (a > b ) return a;
//else return b;

// Treba pouzit metodu z interfaceu
// IComparable, CompareTo()

if(a.CompareTo(b) >0) return a;
else return b;
}
//--------------------------------------

static void Main(string[] args)
{

int max;

max = FindMax(8,5);
Console.WriteLine("Max={0}",max);

Console.ReadKey();
}
}

Príklad na stiahnutie (src+exe)



Ako vidíte, museli sme sa zaviazať, že dátový typ bude podporovať porovnávanie z hľadiska obsahu pomocou konštrukcie

where T : IComparable

Toto sme napísali za hlavičku metódy, ale ešte pre samotné telo metódy (pred brčkavé zátvorky). Čo je to Interface (nie medzi-tvár:-) sme si hovorili v článkoch o OOP. Stručne interface zopakujem takto : Interface je vlastne trieda, ktorá má zadeklarované mená funkcií (metód), ale tieto funkcie nemajú telo (funkcionalitu). Ak nejaká trieda dedí tento interface, musí si vytvoriť všetky funkcie ako sú zadeklarované v interface, ale musia sa doprogramovať aj ich telá (činnosť).


Ak by ste nepožili podmienku (schválne to vyskúšajte aj bez nej), kompilátor by vám vyhlásil nasledujúcu chybu:

Operator ‘<’ cannot be applied to operands of type ‘T’ and ‘T’


>>Čo bude nabudúce?

Pretože generické programovanie je dosť potrebné, budem o ňom minimálne ešte jeden diel. Teraz Vám ale prezradím, že zoznamy sú v C# v2.0 vytvárane pomocou genericity.

Ak Vás už teraz napadajú nápady ako využiť generické programovanie, podeľte sa s nimi s ostatnými čitateľmi dole v diskusii.

Michal Čižmár
micitn@orangemail.sk

Neprehliadnite: