Dev Blog

Приведення, sealed і композиція ​

Приведення типів ​

Присвоєння об’єкта похідного класу змінній базового типу – приведення вгору (upcasting) – завжди безпечне й виконується неявно. Приведення вниз (downcasting) до похідного типу потребує перевірки, бо об’єкт може мати інший тип:

  • (Circle)shape – явне приведення; якщо об’єкт не Circle, виникає InvalidCastException;
  • shape is Circle – перевірка типу (true також для нащадків Circle);
  • shape is Circle c – шаблон типу: перевірка й оголошення змінної c одночасно;
  • shape as Circle – приведення, яке повертає null замість винятку;
  • шаблон властивостей shape is Rect { Width: > 1 } r – тип і умови на властивості.

Вираз switch за типами дозволяє обрати дію залежно від фактичного типу:

cs
string info = shape switch
{
    Circle c => $"круг, r = {c.Radius}",
    Rect { Width: var w, Height: var h } when w == h =>
        $"квадрат {w}",
    Rect r => $"прямокутник {r.Width} × {r.Height}",
    null => "немає фігури",
    _ => shape.GetType().Name,
};

Віртуальний метод чи switch за типами? Якщо нові типи додаються часто, краще віртуальний метод: новий клас приносить свою реалізацію, і наявний код не змінюється. Якщо часто додаються нові операції над фіксованим набором типів, які неможливо змінити, зручніший switch. У більшості програм курсу перевагу віддають віртуальним методам.

Запечатані класи та методи ​

Модифікатор sealed забороняє наслідування класу (помилка CS0509 для спроби наслідувати) або подальше перевизначення методу (public sealed override string Speak()) (https://learn.microsoft.com/dotnet/csharp/language-reference/keywords/sealed). Класи запечатують, коли їх поведінку не призначено змінювати: наприклад, string запечатаний, щоб будь-який рядок гарантовано був незмінним і коректно працював у словниках. Запечатаний клас також трохи ефективніший, бо виклики його методів не потребують пізнього зв’язування. Якщо клас не проєктувався для наслідування, корисно позначати його sealed.

Власні класи винятків ​

Власний виняток – клас, похідний від Exception (тема 6). За рекомендаціями .NET назва закінчується на Exception, а клас містить три стандартні конструктори: без параметрів, з повідомленням і з повідомленням та внутрішнім винятком (https://learn.microsoft.com/dotnet/standard/exceptions/how-to-create-user-defined-exceptions). Додаткові дані про помилку зберігають у властивостях, як Shortage у прикладі «Рахунки та власний виняток». Ієрархія винятків дозволяє перехоплювати групи помилок: блок catch для типу BankException перехопить усі винятки, похідні від нього.

Композиція проти наслідування ​

Композиція (composition) – об’єкт містить інші об’єкти як поля й використовує їх: автомобіль має двигун і колеса (відношення «має», has-a). Наслідування ж створює тісний зв’язок: похідний клас залежить від деталей реалізації базового, і зміна базового класу може непомітно зламати похідні (проблема крихкого базового класу). Тому поширене правило: надавайте перевагу композиції, а наслідування використовуйте, лише коли справді є відношення «є» й потрібен поліморфізм (рис. 9.9).

Рис. 9.9. Наслідування та композиція

На UML-діаграмах класів використовують такі відношення:

  • узагальнення (наслідування) – суцільна лінія з порожнім трикутником;
  • асоціація – суцільна лінія: класи пов’язані (студент відвідує курс);
  • агрегація – лінія з порожнім ромбом біля цілого: частини можуть існувати окремо (кафедра та викладачі);
  • композиція – лінія із зафарбованим ромбом біля цілого: частини не існують без цілого (замовлення та його рядки).