Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Эндрю Троелсен

int Y;

  public readonly string Name;

  // Отобразить текущую позицию и название.

  public readonly void Display()

  {

    Console.WriteLine($"X = {X}, Y = {Y}, Name = {Name}");

  }

  // Специальный конструктор.

  public PointWithReadOnly(int xPos, int yPos, string name)

  {

    X = xPos;

    Y = yPos;

    Name = name;

  }

}

Для использования этой новой структуры добавьте к операторам верхнего уровня такой код:

PointWithReadOnly p3 =

  new PointWithReadOnly(50,60,"Point w/RO");

p3.Display();

Использование структур ref (нововведение в версии 7.2)

При определении структуры в C# 7.2 также появилась возможность применения модификатора ref. Он требует, чтобы все экземпляры структуры находились в стеке и не могли присваиваться свойству другого класса. Формальная причина для этого заключается в том, что ссылки на структуры ref из кучи невозможны. Отличие между стеком и кучей объясняется в следующем разделе.

Ниже перечислены дополнительные ограничения структур ref:

• их нельзя присваивать переменной типа object или dynamic, и они не могут быть интерфейсного типа;

• они не могут реализовывать интерфейсы;

• они не могут использоваться в качестве свойства структуры, не являющейся ref;

• они не могут применяться в асинхронных методах, итераторах, лямбда-выражениях или локальных функциях.

Показанный далее код, в котором создается простая структура и затем предпринимается попытка создать в этой структуре свойство, типизированное как структура ref, не скомпилируется;

struct NormalPoint

{

  // Этот код не скомпилируется.

  public PointWithRef PropPointer { get; set; }

}

Модификаторы readonly и ref можно сочетать для получения преимуществ и ограничений их обоих.

Использование освобождаемых структур ref (нововведение в версии 8.0)

Как было указано в предыдущем разделе, структуры ref (и структуры ref, допускающие только чтение) не могут реализовывать интерфейсы, а потому реализовать IDisposable нельзя. В версии C# 8.0 появилась возможность делать структуры ref и структуры ref, допускающие только чтение, освобождаемыми, добавляя открытый метод void Dispose().

Добавьте в главный файл следующее определение структуры:

ref struct DisposableRefStruct

{

  public int X;

  public readonly int Y;

  public readonly void Display()

  {

    Console.WriteLine($"X = {X}, Y = {Y}");

  }

  // Специальный конструктор.

  public DisposableRefStruct(int xPos, int yPos)

  {

    X = xPos;

    Y = yPos;

    Console.WriteLine("Created!");   // Экземпляр создан!

  }

  public void Dispose()

  {

    // Выполнить здесь очистку любых ресурсов.

    Console.WriteLine("Disposed!");  // Экземпляр освобожден!

  }

}

Теперь поместите в конце операторов верхнего уровня приведенный ниже код, предназначенный для создания и освобождения новой структуры:

var s = new DisposableRefStruct(50, 60);

s.Display();

s.Dispose();

На заметку! Темы времени жизни и освобождения объектов раскрываются в главе 9.

Чтобы углубить понимание выделения памяти в стеке и куче, необходимо ознакомиться с отличиями между типами значений и ссылочными типами .NET Core.

Типы значений и ссылочные типы

На заметку! В последующем обсуждении типов значений и ссылочных типов предполагается наличие у вас базовых знаний объектно-ориентированного программирования. Если это не так, тогда имеет смысл перейти к чтению раздела "Понятие типов С#, допускающих null" далее в главе и возвратиться к настоящему разделу после изучения глав 5 и 6.

В отличие от массивов, строк и перечислений структуры C# не имеют идентично именованного представления в библиотеке .NET Core (т.е. класс вроде System.Structure отсутствует), но они являются неявно производными от абстрактного класса System.ValueType. Роль класса System.ValueType заключается в обеспечении размещения экземпляра производного типа (например, любой структуры) в стеке, а не в куче с автоматической сборкой мусора. Выражаясь просто, данные, размещаемые в стеке, могут создаваться и уничтожаться быстро, т.к. время их жизни определяется областью видимости, в которой они объявлены. С другой стороны, данные, размещаемые в куче, отслеживаются сборщиком мусора .NET Core и имеют время жизни, которое определяется многими факторами, объясняемыми в главе 9.

С точки зрения функциональности единственное назначение класса System.ValueType — переопределение виртуальных методов, объявленных в классе System.Object, с целью использования семантики на основе значений, а не ссылок. Вероятно, вы уже знаете, что переопределение представляет собой процесс изменения реализации виртуального (или возможно абстрактного) метода, определенного внутри базового класса. Базовым классом для ValueType является System.Object. В действительности методы экземпляра, определенные в System.ValueType, идентичны методам экземпляра, которые определены в System.Object:

// Структуры и перечисления неявно расширяют класс System.ValueType.

public abstract class ValueType : object

{

  public virtual bool Equals(object obj);

  public virtual int GetHashCode();

  public Type GetType();

  public virtual string ToString();

}

Учитывая, что типы значений применяют семантику на основе значений, время жизни структуры (что относится ко всем числовым типам данных (int, float), а также к любому перечислению или структуре) предсказуемо. Когда переменная типа структуры покидает область определения, она немедленно удаляется из памяти:

// Локальные структуры извлекаются из стека,

// когда метод возвращает управление.

static void LocalValueTypes()

{

  // Вспомните, что int - на самом деле структура System.Int32.

  int i = 0;

  // Вспомните, что Point - в действительности тип структуры.

  Point p = new Point();

} // Здесь i и р покидают стек!

Использование типов значений ссылочных типов и операции присваивания

Когда переменная одного типа значения присваивается переменной другого типа значения, выполняется почленное копирование полей данных. В случае простого типа данных, такого как System.Int32, единственным копируемым членом будет числовое значение. Однако для типа Point в новую переменную структуры будут копироваться значения полей X и Y. В целях демонстрации создайте новый проект консольного приложения по имени FunWithValueAndReferenceTypes и скопируйте предыдущее определение Point в новое пространство имен, после чего