Поведение System.Object, заданное по умолчанию
Чтобы продемонстрировать некоторые особенности принятого по умолчанию поведения базового класса System.Object, рассмотрим класс Person (персона), определенный в пользовательском пространстве имен ObjectMethods.
// Ключевое слово 'namespace' обсуждается в конце этой славы.
namespace ObjectMethods {
class Person {
public Person(string fname, string lname, string s, byte a) {
firstName = fname; lastName = lname; SSN = s; age = a;
}
public Person() {}
// Персональные данные (данные состояния).
public string firstMame;
public string lastName;
public string SSN;
public byte age;
}
}
Теперь используем тип Person в рамках метода Main().
static void Main(string[] args) {
Console.WriteLine("***** Работа с классом Object *****n");
Person fred = new Person("Фред", "Кларк", "111-11-1111", 20);
Console.WriteLine("-› fred.ToString: {0}", fred.ToString());
Console.WriteLine("-› fred.GetHashCode: {0}", fred.GetHashCode());
Console.WriteLine("-› базовый класс для 'fred': {0}", fred.GetType().BaseType);
// Создание дополнительных ссылок на 'fred'.
Person p2 = fred;
object о = p2;
// Указывали ли все 3 экземпляра на один объект в памяти?
if (о.Equals(fred) && p2.EqualS(o)) Console.WriteLine("fred, p2 и о ссылаются на один объект!");
Console.ReadLine();
}
На риc. 3.17 показан вариант вывода, полученного при тестовом запуске программы.
Рис. 3.17. Реализация членов System.Object, заданная по умолчанию
Обратите внимание на то, что заданная по умолчанию реализация ToString() просто возвращает полное имя типа (например, в виде пространствоИмён.ИмяТипа).
Метод GetType() возвращает объект System.Type, который определяет свойство BaseType (как вы можете догадаться сами, оно идентифицирует полное имя базового класса данного типа).
Теперь рассмотрим программный код, использующий метод Equals(). Здесь в управляемой динамической памяти размещается новый объект Person, и ссылка на этот объект запоминается в ссылочной переменной fred. Переменная р2 тоже имеет тип Person, однако здесь не создается новый экземпляр класса Person, a присваивается fred переменной р2. Таким образом, и fred, и р2, а также переменная о (типа object, которая была добавлена для полноты картины) указывают на один и тот же объект в памяти. По этой причине тест на тождественность будет успешным.
Переопределение элементов System.Object, заданных по умолчанию
Хотя заданное по умолчанию поведение System.Object может оказаться вполне приемлемым в большинстве случаев, вполне обычным для создаваемых вами типов будет переопределение некоторых из унаследованных методов. В главе 4 предлагается подробный анализ возможностей ООП в рамках C#, но, по сути, переопределение - это изменение поведения наследуемого виртуального члена в производном классе. Как вы только что убедились, System.Object определяет ряд виртуальных методов (например, ToString() и Equals()), задающих предусмотренную реализацию. Чтобы иметь другую реализацию этих виртуальных членов для производного типа, вы должны использовать ключевое слово C# override (букв. подменять).
Переопределение System.Object.ToString()
Переопределение метода ToString() дает возможность получить "снимок" текущего состояния объекта. Это может оказаться полезным в процессе отладки. Для примера давайте переопределим System.Object.ToString() так, чтобы возвращалось текстовое представление состояния объекта (обратите внимание на то, что здесь используется новое пространство имен System.Text).
// Нужно сослаться на System.Text для доступа к StringBuilder.
using System;
using System.Text;
class Person {
// Переопределение System.Object.ToString().
public override string ToString() {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.AppendFormat("[FirstName={0}; ", this.firstName);
sb.AppendFormat(" Lastname={0}; ", this, lastName);
sb.AppendFormat(" SSN={0};", this.SSN);
sb.AppendFormat(" Age={0}]", this.age);
return sb.ToString();
}
…
}
To, как вы форматируете строку, возвращающуюся из System.Object.ToString(), не очень важно. В данном примере пары имен и значений помещены в квадратные скобки и разделены точками с запятой (этот формат используется в библиотеках базовых классов .NET).
В этом примере используется новый тип System.Text.StringBuilder, который будет подробно описан позже. Здесь следует только подчеркнуть, что StringBuilder обеспечивает более эффективную альтернативу конкатенации строк в C#.
Переопределение System.Object. Equals()
Давайте переопределим и поведение System.Object.Equals(), чтобы иметь возможность работать с семантикой, основанной на значениях. Напомним, что по умолчанию Equals() возвращает true (истина), когда обе сравниваемые ссылки указывают на один и тот же объект в динамической памяти. Однако часто бывает нужно не то, чтобы две ссылки указывали на один объект в памяти, а чтобы два объекта имели одинаковые состояния (в случае Person это означает равенство значений name, SSN и age).
public override bool Equals(object о) {
// Убедимся, что вызывающая сторона посылает
// действительный объект Person.
if (о!= null && о is Person) {
// Теперь проверим, что данный объект Person
// и текущий объект (this) несут одинаковую информацию.
Person temp = (Person)о;
if (temp.firstName == this.firstName && temp.lastName == this.lastName && temp.SSN == this.SSN && temp.age == this.age) return true;
}
return falsе; // He одинаковую!
}
Здесь с помощью ключевого слова is языка C# вы сначала проверяете, что вызывающая сторона действительно передает методу Equals() объект Person. После этого нужно сравнить значение поступающего параметра со значениями полей данных текущего объекта (обратите внимание на использование ключевого слова this, которое ссылается на текущий объект).
Прототип System.Object.Equals() предполагает получение единственного аргумента типа object. Поэтому вы должны выполнить явный вызов метода Equals(), чтобы получить доступ к членам типа Person. Если значения name, SSN и age двух объектов будут идентичны, вы имеете два объекта с одинаковыми данными состояния, поэтому возвратится true (истина). Если какие-то данные будут различаться, вы получите false (ложь).
Переопределив System.Object.ToString() для данного класса, вы получаете очень простую возможность переопределения System.Object.Equals(). Если возвращаемое из ToString() значение учитывает все члены текущего класса (и данные базовых классов), то метод Equals() может просто сравнить значения соответствующих строковых типов.
public override bool Equals(object o) {
if (o != null && о is Person) {
Person temp = (Person)o;
if (this.ToString() == о.ToString()) return true;
else return false;
}
return false;
}
Теперь предположим, что у нас есть тип Car (автомобиль), экземпляр которого мы попытаемся передать методу Person.Equals().
// Автомобили – это не люди!
Car с = new Car();
Person p = new Person();
p.Equals(c);
Из-за проверки в среде выполнения на "истинность" объекта Person (с помощью оператора is) метод Equals() возвратит false. Теперь рассмотрим следующий вызов.
// Ой!
Person р = new Person();
p.Equals(null);
Это тоже не представляет опасности, поскольку наша проверка предусматривает возможность поступления пустой ссылки.
Переопределение System.Object.GetHashCode()
Если класс переопределяет метод Equals(), следует переопределить и метод System.Object.GetHashCode(). Не сделав этого, вы получите предупреждение компилятора. Роль GetHashCode() – возвратить числовое значение, которое идентифицирует объект в зависимости от его состояния. И если у вас есть два объекта Person, имеющие идентичные значения name, SSN и age, то вы должны получить для них одинаковый хеш-код.
Вообще говоря, переопределение этого метода может понадобиться только тогда, когда вы собираетесь сохранить пользовательский тип в коллекции, использующей хеш-коды, например, в System.Collections.Hashtable. В фоновом режиме тип Hashtable вызывает Equals() и GetHashCode() содержащихся в нем типов, чтобы определить правильность объекта, возвращаемого вызывающей стороне. Поскольку System.Object не имеет информации о данных состояния для производных типов, вы должны переопределить GetHashCode() для всех типов, которые вы собираетесь хранить в Hashtable.
Есть много алгоритмов, которые можно использовать для создания хеш-кода, как "изощренных", так и достаточно "простых". Еще раз подчеркнем, что значение хеш-кода объекта зависит от состояния этого объекта. Класс System.String имеет довольно солидную реализацию GetHashCode(), основанную на значении символьных данных. Поэтому, если можно найти строковое поле, которое будет уникальным для всех рассматриваемых объектов (например, поле SSN для объектов Person), то можно вызвать GetHashCode() для строкового представлении такого поля.
