Перелічення та кортежі

Перелічення

Перелічення (enumeration, enum) – тип-значення з набором іменованих цілих констант. Замість «магічних чисел» (0 – новий, 1 – оплачений) код використовує осмислені імена, а компілятор перевіряє тип:

enum Season { Winter, Spring, Summer, Autumn }     // 0, 1, 2, 3

enum HttpStatus : short
{
    Ok = 200,
    NotFound = 404,
    ServerError = 500,
}

За замовчуванням базовий тип – int, значення починаються з 0 і зростають на 1. Базовий тип можна змінити на будь-який цілий (byte, short, long…), а значення задати явно. Перелічення явно приводиться до числа й назад: (int)Season.Summer дорівнює 2, (Season)3 – Autumn.

Основні операції з переліченнями:

• season.ToString() – назва константи ("Summer"); для значення без назви – число;
• Enum.Parse<Season>("summer", ignoreCase: true) – розбір рядка з винятком у разі помилки;
• Enum.TryParse<Season>(text, true, out var s) – розбір без винятку;
• Enum.GetValues<Season>() і Enum.GetNames<Season>() – усі значення та назви;
• Enum.IsDefined(season) – чи має значення назву.

Приведення не перевіряє діапазон: (Season)42 – допустиме значення без назви. Метод TryParse також успішно розбирає рядок "42", тому введене користувачем значення додатково перевіряють методом Enum.IsDefined.

Перелічення-прапорці

Якщо змінна може містити кілька значень одночасно, перелічення оголошують з атрибутом [Flags], а константам призначають степені двійки: кожна займає окремий біт (рис. 11.5).

[Flags]
enum Days
{
    None = 0,
    Mon = 1, Tue = 2, Wed = 4, Thu = 8, Fri = 16, Sat = 32, Sun = 64,
    WorkDays = Mon | Tue | Wed | Thu | Fri,
}

Рис. 11.5. Перелічення-прапорці як набір бітів

Набори значень обробляють побітовими операціями (тема 2): | – об’єднання, & – перетин, & ~ – вилучення, ^ – перемикання. Метод HasFlag перевіряє наявність прапорця: days.HasFlag(Days.Sat) рівнозначне (days & Days.Sat) == Days.Sat. Атрибут [Flags] змінює ToString: значення 37 виводиться як Mon, Wed, Sat, а не як число.

Перелічення у виразах switch і скінченні автомати

Перелічення природно обробляти виразом switch (тема 3). Якщо перелічено не всі константи, компілятор видає попередження CS8509 і пропонує дію Add missing cases (рис. 11.6). Навіть коли перелічено всі константи, залишається попередження CS8524 про значення без назви, наприклад (Season)4, тому додають гілку _, яка генерує виняток.

Рис. 11.6. Генерування гілок switch для перелічення

Перелічення станів і вираз switch за кортежем (стан, дія) утворюють скінченний автомат (finite-state machine): об’єкт перебуває в одному зі станів, а дозволені переходи задає таблиця (рис. 11.7). Недопустимі переходи обробляє гілка _.

Рис. 11.7. Скінченний автомат станів замовлення

Кортежі

Кортеж (tuple) – легка структура System.ValueTuple, що групує кілька значень без оголошення окремого типу. Елементам можна дати імена; без імен вони доступні як Item1, Item2…

(string Name, int Age) person = ("Олена", 21);
Console.WriteLine($"{person.Name}, {person.Age}");

var point = (X: 3, Y: 4);                  // імена з літерала
Console.WriteLine(point == (3, 4));         // True

Кортежі – типи-значення зі змінними полями. Оператори == і != порівнюють елементи попарно; імена елементів на порівняння не впливають. Найчастіше кортеж використовують для повернення кількох значень з методу замість параметрів out (тема 5). Тип кортежу з іменами показує підказка Visual Studio (рис. 11.8).

static (int Min, int Max) Order(int a, int b) =>
    a <= b ? (a, b) : (b, a);

Рис. 11.8. Іменований кортеж у підказці Visual Studio

Для довгоживучих даних із власною поведінкою кортежі не підходять: краще оголосити запис. Кортеж доречний усередині методу або класу, коли значення тісно пов’язані й використовуються поруч.

Деконструкція

Деконструкція розкладає кортеж або об’єкт на окремі змінні:

var (min, max) = Order(9, 4);   // нові змінні: 4 і 9
(min, max) = (max, min);        // обмін значень
var (_, top) = Order(9, 4);     // відкидання: лише 9

Для власного класу чи структури деконструкцію забезпечує метод Deconstruct з параметрами out; записи отримують його автоматично:

var (name, course) = new Student("Ірина", 2);
Console.WriteLine($"{name}, {course} курс");

class Student(string name, int course)
{
    public string Name { get; } = name;
    public int Course { get; } = course;

    public void Deconstruct(out string name, out int course)
    {
        name = Name;
        course = Course;
    }
}

Позиційні шаблони та шаблони властивостей

Шаблони (тема 3) працюють і з новими типами. Позиційний шаблон використовує деконструкцію, шаблон властивостей перевіряє значення властивостей:

// Point і Book – записи з попередніх прикладів.
static string Quadrant(Point p) => p switch
{
    (0, 0) => "початок координат",
    (> 0, > 0) => "I чверть",
    (< 0, > 0) => "II чверть",
    { X: 0 } or { Y: 0 } => "на осі",
    _ => "III або IV чверть",
};

static string Era(Book book) => book switch
{
    { Year: < 1900 } => "класика",
    { Author: "Іван Багряний" } => "Багряний",
    _ => "сучасність",
};

Кортеж у виразі switch дозволяє аналізувати кілька значень одночасно, як у таблиці переходів автомата станів: (state, action) switch { (New, Pay) => Paid, … }.