VPF::.NET глазами дельфийца. C# - Форум программистов

arilou

Дата 21.9.2005, 13:43 (ссылка)

(нет голосов)

Загрузка ...

Великий МунаБудвин

Профиль
Группа: Экс. модератор
Сообщений: 2646
Регистрация: 15.7.2004
Где: город-герой Минск

Репутация: 21
Всего: 61

.NET глазами дельфийца. C#
опубликовано: 27.03.2002 14:46

Учитывая то, что C#, как и Delphi, выступает одновременно в двух качествах, т.е. с одной стороны, является семантически строго определенным языком программирования и, с другой стороны, использует поставляемые в составе .Net библиотеки классов и компонентов, на первом этапе имеет смысл сконцентрироваться на самом языке программирования, т.к. изучение и сравнительный анализ библиотек классов - гораздо более объемная работа.
.Net глазами дельфийца - первые впечатления.

Введение

При знакомстве с новым языком программирования любого программиста в первую очередь интересует семантическая основа языка, т.е. насколько его выразительные возможности позволяют реализовать привычные логические конструкции.

Учитывая то, что C#, как и Delphi, выступает одновременно в двух качествах, т.е. с одной стороны, является семантически строго определенным языком программирования и, с другой стороны, использует поставляемые в составе .Net библиотеки классов и компонентов, на первом этапе имеет смысл сконцентрироваться на самом языке программирования, т.к. изучение и сравнительный анализ библиотек классов - гораздо более объемная работа.
Чего нет в C#

Отсутствие в C# некоторых вещей обусловлено тем, что C# является <чисто> объектным языком программирования, а Delphi - гибридным. Тем не менее, в C# или имеются, или могут быть легко реализованы самостоятельно практически все семантически эквивалентные конструкции.

Итак, C# не предоставляет следующие возможности (их рассмотрение не вошло в настоящий документ в силу или второстепенного значения, или наличия семантически эквивалентных реализаций в библиотеке CLR):

значения параметров по умолчанию
множества (set) - реализуется в виде специальных классов в библиотеке CLR
диапазоны (subrange) - реализуется в виде специальных классов в библиотеке CLR
синонимы простых типов
ресурсные строки (resourcestring) - рассматривается как частный случай констант

Более существенные конструкции, которых нет в C#:

процедуры, функции
глобальные константы
глобальные переменные
предварительное объявление типов
типизованные константы
const-параметры
указатели

Процедуры, функции

Если считать, что процедуры - это просто функции, которые не возвращают никакого значения, то семантическая нагрузка процедур и функций в Delphi одинакова. Это - выполнение некоторого фрагмента кода, который, возможно, зависит от входных параметров:

Код


    procedure A(aParam: integer);
    begin
   // ...
    end;
    function B(aParam: integer): integer;
    begin
   // ...
   Result := 0;
    end;
    A(1);
    X := B(1);

В C# семантическим эквивалентом процедур и функций выступают статические методы классов.

Код


    // класс-обертка
    class Func {
   // статический метод без возвращаемого значения - эквивалент процедуры
   static public void A(int aParam);
   // статический метод - эквивалент функции
   static public int B(int aParam);
    }
    // вызов процедуры
    Func.A(1);
    // вызов функции
    int X := Func.B(1);

Глобальные константы

Семантическая нагрузка в Delphi - определение значений примитивных типов данных, доступных из любого места кода и неизменяемых в процессе выполнения программы.

Код


    const A = 100;
    const B = 'строка';
    D := A;
    ShowMessage(B);

Семантический эквивалент в C# - статические константы.

Код


    // класс-обертка
    class Const {
   // описание констант
   public const int A = 100;
   public const string B = "строка";
    }
    // использование констант
    int a = Const.A;
    MessageBox.Show(Const.B);

Кроме статических констант C# предоставляет механизм статических полей <только для чтения>, который позволяет программисту использовать в качестве констант не только примитивные значения, но и объекты. Пример кода:

Код


    // класс-обертка
    class Const {
   // число-константа
   public static readonly int A = 1;
   // объект-константа
   public static readonly MyObject Obj = new MyObject();
    }

Глобальные переменные

Семантическая нагрузка в Delphi - формирование объектов программы (как примитивных типов, так и сложных), доступных из любого места кода и, возможно, изменяемых в процессе выполнения программы.

Код


    var A: integer;
    B := A;
    A := 1;

Семантический эквивалент в C# - статические поля классов.

Код


    // класс-обертка
    class Globals {
   // определение статических переменных
   // инициализация по умолчанию = 0
   public static int A;
   // одновременные описание и инициализация
   public static int B = 1;
    }
    // использование статических переменных
    int a = Globals.A;
    Globals.A = 1;
    int b = Globals.B;
    Globals.B = 1;

Предварительное объявление типов

Предварительное объявление типов на самом деле не предусмотрено общей теорией объектно-ориентированного программирования и является частным решением Delphi, направленным на ослабление правила, которое было введено еще в классическом Pascal, - <все типы данных, используемые для построения сложных типов, должны быть или примитивного типа, или описаны до их использования>.

Пример кода на Delphi:

Код


    type
   TMyObject1 = class;
   TMyObject2 = class;  
   TMyObject1 = class
     function GetChild(Index: int): TMyObject2;
   end;
   TMyObject2 = class
     property Owner: TMyObject1 read fOwner;
   end;

В C# предописание типов не требуется, т.к. в пределах области видимости классов (обрамляющий класс, пространство имен) порядок объявления несущественен. Такое решение упрощает написание кода:

Код


    namespace MyObjects {
   public class TMyObject1 {
     public TMyObject2 GetChild(int Index) { ... }
   }
   public class TMyObject2 {
     public TMyObject1 Owner {
       get { return owner; }
     }
   }
    }

Типизированные константы

Типизированные константы в Delphi позволяют хранить не только значения примитивных типов, но и массивы, записи, а также указатели, включая указатели на процедуры и функции:

Код


    const A: integer = 1;
    const B: array [1..3] of integer = (1, 2, 3);

В C# константы всегда типизированы - как при использовании модификатора const, так и readonly.

В Delphi при использовании директивы компилятора {$J+} (установлено по умолчанию) типизованные константы ведут себя как обычные переменные, которые инициализируются одновременно с описанием, т.е. их значение может быть изменено в ходе выполнения программы:

Код


    const A: integer = 1;
    X := A;
    A := 2;

В C# действуют более строгие правила - если константа, то поменять ее значение невозможно. Если же используется поле <только для чтения>, то его содержимое может быть изменено в контексте объекта:

Код


    // класс-обертка
    public class Const {
   // число-константа
   public readonly int A = 1;
   // метод изменяет значение поля A
   public void ChangeA(int NewValue) { A = NewValue; }
    }

При использовании типизованных констант в качестве инициализируемых переменных в области видимости подпрограммы (метода, процедуры, функции) в Delphi наблюдается недокументированный побочный эффект - данные, записанные в локальные типизованные константы, сохраняются между вызовами подпрограмм:

Код


    procedure A;
    const B: integer = 0;
    begin
   Inc(B);
   ShowMessage(IntToStr(B));
    end;
    procedure Do;
    begin
   A;
   A;
   A;
    end;

Результаты вывода: 1, 2, 3

В C# подобный побочный эффект отсутствует. Вообще, стандартизация C# в качестве международного стандарта (ECMA, 2001 год) гарантирует отсутствие побочных эффектов. Поэтому если в программе C# необходимо сохранять некоторое состояние между вызовами подпрограмм (методов), используются стандартные средства, в частности, статические или обыкновенные поля классов.
Const-параметры

В Delphi семантический смысл const-параметров заключается в указании компилятору на возможность оптимизации передачи в функцию (процедуру, метод) неизменяемой ссылки на некоторый объект программы. Так, например, конструкция типа:

Код


    procedure A(const S: string);

означает, что в качестве параметра процедуры будет передаваться ссылка на строку (при этом копирования содержимого строки в стек вызова процедуры не происходит). Кроме того, содержимое строки S внутри процедуры изменить нельзя.

В C# не предусмотрено прямого эквивалента const-параметров. Тем не менее, в случае необходимости может быть построена семантически эквивалентная конструкция (аналогия вышеприведенному примеру):

Код


    class ReadOnlyString {
   ReadOnlyString(string S) { this.S = S; }
   public readonly string S;
   static void Test(ReadOnlyString s) { Console.Write(s.S); }
   static void Main() {
     string s = "проверка const-параметров";
     ReadOnlyString.Test(new ReadOnlyString(s));
   }
    }

Приведенный код иллюстрирует использование классов-<оберток> (т.н. wrappers) и полей <только для чтения>.
Указатели

В Delphi указатели чаще всего используются для <тонкого> управления такими конструкциями, как записи. В частности, при передаче записи в качестве параметра в подпрограмму (процедуру, функцию или метод) происходит побайтное копирование в стек вызова, что может приводить к серьезным накладным расходам. Альтернативное решение - передать в качестве параметра указатель на запись и уже через него внутри подпрограммы получить доступ к элементам записи.

В C# приведенный пример использования указателей на записи более изящно и безопасно реализуется с использованием такой конструкции, как struct. Структуры, как и записи Delphi, могут использоваться для хранения данных и, что более важно с точки зрения семантики, являются объектами, передаваемыми не по ссылке, а по значению.

На самом деле, в C# имеется всего лишь одна возможность использовать указатели - т.н. <небезопасный> код (unsafe code). Особенности его использования определены в стандарте C# достаточно подробно (спецификация C#, приложение A). Однако, необходимо отметить, что в практическом программировании редко приходится использовать указатели для иных целей, кроме оптимизации производительности. Поэтому, учитывая классическое правило <80/20> (<80% пива выпиваются двадцатью процентами населения>, или <80% используемых ресурсов программы приходится на 20% кода>, или <80% объема работы позволяет улучшить производительность только на 20%>), можно акцентироваться на оптимизации кода (в терминах C# - использование небезопасного кода) только при необходимости и только тогда, когда выявлены те самые 20% кода, которые используют 80% ресурсов.
Чего нет в Delphi

Теперь можно рассмотреть те преимущества, которые имеет C# по сравнению с Delphi (порядок перечисления произволен и ни в коей мере не отражает объективные приоритеты или субъективные предпочтения):

описание переменных в коде программы
возможность передачи в метод переменного количества параметров
автоматическое удаление объектов
поля классов <только для чтения>
индексаторы
делегаты
возможность реализации модели обработки событий <один-много>
цикл foreach
статические конструкторы
операторы классов
структуры
атрибуты
возможность использовать русский язык для имен объектов программы

Описание переменных в коде программы

Возможность описания переменных в коде программы пришла в C# из C++. Пример кода:

Код


    class VarTest {
   static void Main() {
     int a;
     int b, c = 1, d;
     for (int i = 0; i < 10; i++) {
       int x = i * 2;
     }
   }
    }

В этом примере продемонстрированы сразу несколько возможностей, отсутствующих в Delphi:

описание переменных <по месту>
одновременное описание и инициализация переменных
локальная область видимости и время жизни переменных

Возможность передачи в метод переменного количества параметров

Пример кода, иллюстрирующий возможность передачи в метод переменного количества параметров:

Код


    class Test {
   static void F(params int[] args) {
     // обработка параметров
   }
   static void Main() {
     F();
     F(1);
     F(1, 2);
     F(1, 2, 3);
     F(new int[] {1, 2, 3, 4});
   }
    }

В Delphi отсутствие переменного количества параметров можно частично скомпенсировать либо использованием значений параметров по умолчанию, либо передачей в качестве параметра открытого массива.

Однако в первом случае все равно количество параметров ограничено и должно быть определено при написании соответствующей подпрограммы.

Во втором же случае, хотя и наблюдается сходство с C#, есть существенные ограничения:

нельзя передать пустой массив (т.е. массив с нулевым количеством элементов)
передаваемый массив должен быть создан и заполнен или до вызова подпрограммы, или в момент вызова с помощью конструктора открытого массива
неоднородные типы данных поддерживаются только при передаче вариантного открытого массива (впрочем, код разбора такого массива внутри подпрограммы обычно бывает довольно
громоздким).

Автоматическое удаление объектов

При программировании в терминах объектов Delphi приходится постоянно учитывать, когда создаются объекты определенного класса и, что еще важнее, кто и когда их удаляет.

Ситуация несколько упрощается при построении визуальных приложений и использовании компонентов - установив компонент на форму (или модуль данных), тем самым мы определяем механизм создания и удаления объектов соответствующего класса, когда форма-владелец создает объект в процессе своей инициализации и удаляет его в момент своего удаления.

При построении невизуальных приложений (например, реализация бизнес-правил на промежуточном слое многоуровневого приложения) можно использовать механизм автоматического удаления COM-объектов или <интерфейсных> объектов (объектов, являющихся наследниками от TInterfacedObject).

Впрочем, необходимо признать, что автоматическое удаление объектов в Delphi реализовано не лучшим образом, т.к.:

приходится использовать две или даже три разные модели программирования для визуальных и невизуальных приложений (управление компонентами посредством формы-владельца, интерфейсные объекты, COM-объекты);
при использовании COM-объектов отладка не является прозрачной с точки зрения объектной модели Delphi, т.к. в целях совместимости со стандартами OLE приходится соблюдать ряд ограничений, в т.ч. в вопросах генерации ошибок, совместимых с COM.

Более того, <стандартные> объекты Delphi, которые часто используются при построении прикладных объектов, например, списки, стеки, битовые массивы и пр., не поддерживают механизм автоматического удаления, поэтому на практике приходится или использовать смешанную модель, в которой лишь некоторые объекты удаляются автоматически, или в целях стандартизации кода вообще отказываться от автоматического удаления.

Рассмотрим простую семантическую конструкцию - загрузку списка объектов.

В Delphi типичная реализация выглядят примерно так:

Код


    procedure LoadList(aList: TObjectList);
    begin
   aList.Clear;
   // заполнение списка

    end;
    . . .
    try
   MyObjectList = TObjectList.Create;
   LoadList(MyObjectList);
   // далее - использование объектов из списка
    finally
   MyObjectList.Free;
    end;

На самом деле из-за ограничений Delphi (TObjectList не может удаляться автоматически) семантика приведенного кода разбивается на две отдельные фазы:

создать пустой список объектов
заполнить список

В C# аналогичное действие (загрузка списка объектов) реализуется проще и семантически точнее:

Код


    class ListLoadTest {
   Collection LoadList() {
     Collection c = new Collection();
     // непосредственная загрузка объектов и добавление их в коллекцию
     return c;
   }
   static void Main() {
     Collection c = LoadList();
     foreach (MyObject in c) {
       // что-то сделать с очередным объектом из списка
     }
   }
    }

Строго говоря, в приведенном коде C# даже два преимущества:

во-первых, не нужно думать об удалении списка объектов и его элементов (если бы в Delphi для хранения объектов вместо TObjectList использовался бы TList или просто массив, объекты пришлось бы удалять вручную)
во-вторых, список объектов создается и заполняется в одном месте.

Таким образом, довольно простая вещь - автоматическое удаление объектов, - позволяет писать более точный (семантически) и понятный код.

Поля классов <только для чтения>

В Delphi для того, чтобы реализовать концепцию <поле только для чтения>, можно использовать свойства (properties), при этом приходится писать нечто подобное:

Код


    type
   TMyObject = class
   private
     fData: integer
   public
     // эквивалент поля для чтения
     property Data: integer read fData;
   end;

Поля <только для чтения> в C# введены на уровне языка:

Код


    class A {
   public readonly int Data;
    }

Разница между (статическими) константами и полями <только для чтения> заключается в том, что если константы могут быть вычислены на стадии компиляции, что справедливо, например, для простых типов, то значения полей <только для чтения> определяются только на стадии выполнения программы.

Это приводит к интересным последствиям. В стандарте C# рассматривается ситуация, когда имеется библиотека и использующая ее программа, компилируемые раздельно. Если в библиотеке использовать константу, то при изменении ее значения (и перекомпиляции библиотеки) нужно перекомпилировать и программу. Если же использовать поле <только для чтения>, то программу перекомпилировать не обязательно, т.к. значение поля определяется на стадии исполнения.
Индексаторы

В Delphi можно реализовать свойство класса типа массив и, установив для него атрибут default, получить некоторое подобие индексатора:

Код


    type
   TMyObject = class
   public
     property Items[Index: integer]: string read GetItem; default;
   end;

Тогда в коде можно использовать две эквивалентные конструкции:

Код


    S := MyObject.Items[I]; 
    S := MyObject[I];

Вторая строка как раз и демонстрирует основную идею индексаторов C# - возможность обращаться к объекту как к массиву. Однако в Delphi есть существенное ограничение - можно использовать только одно свойство (типа массива) по умолчанию.

В C# можно реализовать произвольное количество индексаторов для класса:

Код


    class A {
   int this[int Index] { . . . }
   string this[char Col, int Row] { . . . }
   static void Main() {
     A a = new A();
     for (int i = 0; i < a.Count; i++) 
       Console.Writeln(a[i].ToString());
     for (char c = 'a'; c < 'z'; c++)
       for (int r = 1; r < 100; r++)
         Console.Writeln(a[c, r]);
   }
    }

Делегаты

В Delphi обработчики событий играют роль делегатов - <делегируют> реальную работу внешнему объекту. Однако из-за того, что Delphi является гибридным языком программирования, встречаются ситуации, когда семантически эквивалентные задачи реализуются разными способами. Так, например, в класса TList при сортировке используется указатель на функцию сравнения элементов:

Код


    type TListSortCompare = function (Item1, Item2: Pointer): Integer;
    procedure Sort(Compare: TListSortCompare);

Т.е. на самом деле задача сравнения элементов списка также <делегируется> функции, внешней по отношению к объекту TList.

Такая семантическая неоднозначность отнюдь не упрощает программирование.

В C# реализован более общий и однозначный подход - делегаты:

Код


    delegate void SimpleDelegate();
    class Test {
   static void F() {
     System.Console.WriteLine("Test.F");
   }
   static void Main() {
     SimpleDelegate d = new SimpleDelegate(F);
     d();
   }
    }

Причем в качестве реализации делегата может выступать как статический, так и обычный метод.
Возможность реализации модели обработки событий <один-много>

Хотя по умолчанию в C# компоненты реализуют схему подключения обработчиков событий <один-к-одному>, при необходимости может быть реализована модель <один-много>. Основа такой возможности заключается в том, что в качестве обработчиков событий используются делегаты, а их подключение к компоненту реализуется с помощью перегружаемого метода:

Код


    class Control: Component {
   // Unique keys for events
   static readonly object mouseDownEventKey = new object();
   static readonly object mouseUpEventKey = new object();
   // Return event handler associated with key
   protected delegate GetEventHandler(object key) {...}
   // Add event handler associated with key
   protected void AddEventHandler(object key, Delegate handler) {...}
   // Remove event handler associated with key
   protected void RemoveEventHandler(object key, Delegate handler) {...}
   // MouseDown event
   public event MouseEventHandler MouseDown {
     add { AddEventHandler(mouseDownEventKey, value); }
     remove { RemoveEventHandler(mouseDownEventKey, value); }
   }
   // MouseUp event
   public event MouseEventHandler MouseUp {
     add { AddEventHandler(mouseUpEventKey, value); }
     remove { RemoveEventHandler(mouseUpEventKey, value); }
   }
    }

Приведенный код взят из спецификации C# и, хотя выглядит относительно объемным, прозрачно иллюстрирует возможность использования произвольного внутреннего механизма для хранения ссылок на обработчики и подключения произвольного количества внешних обработчиков.
Цикл foreach

Цикл foreach перенят в C# из Visual Basic. Получилась довольно удобная вещь:

Код


    class Test {
   static void Main() {
     double[] values = {1.2, 2.3, 3.4, 4.5};
     foreach (double elementValue in values)
       Console.Write("{0} ", elementValue);
   }
    }

Семантически аналогичный код в Delphi выглядит более громоздким из-за необходимости использовать итератор (переменная I), а также (в общем случае) вычислять границы массива:

Код


    procedure A;
    const Values: array [1..4] of double = (1.2, 2.3, 3.4, 4.5);
    var I: integer;
    begin
   for I := Low(Values) to High(Values) do
     ShowMessage(FloatToStr(Values[I]));
    end;

Статические конструкторы

Некоторый семантический аналог статическим конструкторам в Delphi - секция initialize.

К сожалению, в Delphi порядок вызова секций initialize соответствует порядку подключения модулей. Такая практика может приводить к неожиданным ошибкам - первоначально рассчитывая на конкретный порядок подключения модулей, можно случайно в процессе разработки изменить этот порядок и в результате, например, получить обращение к несуществующему или некорректно инициализированному глобальному объекту программы.

C# предоставляет более строгое объектное решение, которое, в частности, позволяет управлять правами доступа:

Код


    class A {
   static protected A GlobalA;
   static A() { GlobalA = new A; }
    }

В C# порядок работы статического конструктора определен только на уровне класса, при наличии же нескольких классов со статическими конструкторами порядок их активизации не фиксирован. Такой подход заставляет более тщательно проектировать программу с самого начала и исключает появление в последующем ошибок, аналогичных описанной выше.
Операторы классов

Операторы классов в C# почти эквивалентны операторам классов в C++:

Код


    public class Digit {
   byte value;
   public Digit(byte value) {
     if (value < 0 || value > 9) throw new ArgumentException();
     this.value = value;
   }
   public static Digit operator+(Digit a, Digit b) {
     return new Digit(a.value + b.value);
   }
   static public Main() {
     Digit a = new Digit(5);
     Digit b = new Digit(3);
     Digit plus = a + b;
   }
    }

По сравнению с C++ в C# строго и однозначно определен порядок реализации пользовательских правил преобразования объектов (преобразования рассматриваются как частный случай операторов).

Примечание: Delphi не имеет механизмов, эквивалентных операторам классов.

Структуры

Структуры в C# аналогичны записям в Delphi в том смысле, что являются данными, передаваемыми по значению, а не по ссылке.

На самом деле семантика структур в C# ближе к классам, за исключением двух основных ограничений:

структуры не могут быть абстрактными или содержать абстрактные методы;
наследование от структур не поддерживается, в связи с чем методы структур не могут быть виртуальными.

Пример структуры:

Код


struct Point {
  public int x, y;
  public Point(int x, int y) {
     this.x = x;
     this.y = y;
  }
}

Использование структур может как повысить производительность программы (например, при размещении большого количества мелких объектов лучше использовать структуры), так и ухудшить ее (если используется структура, содержащая большие объемы данных, то при передаче ее в качестве параметра будет выполняться лишнее копирование).

Существует эмпирическое правило: если объем данных меньше 16 байт, то для их хранения лучше использовать структуру, если больше - класс.

Атрибуты

Интереснейшая возможность C#, отсутствующая как в Delphi, так и в других наиболее популярных языках программирования (VB, C++, Java), - атрибуты:

Код


    [Help("http://www.microsoft.com/.../Class1.htm")]
    public class Class1 {
   [Help("http://www.microsoft.com/.../Class1.htm", Topic = "F")]
   public void F() {}
    }

Атрибуты похожи на свойства классов Delphi, за исключением того, что их значения устанавливаются на стадии компиляции и в процессе выполнения программы могут быть только считаны. Однако сфера применения атрибутов в поставляемой библиотеке классов CLR весьма широка - от хранения вспомогательной информации декларативного характера до обеспечения совместимости объектов .Net с COM (атрибуты совместимости с COM описаны в приложении B спецификации C#).

Привычки, сформированные под влиянием Delphi, не позволяют даже сразу придумать, для чего можно использовать атрибуты, однако поле деятельности здесь просматривается широкое - от отслеживания версий алгоритмов до контроля за совместимостью программ.
Возможность использовать русский язык для имен объектов программы

В соответствии со спецификацией C# для именования объектов программы (классы, методы, переменные и пр.) используются символы Unicode. Отсюда следует (и реально проверено), что в качестве имен можно использовать русские названия, например:

Код


    class ЭлементУчета {
   public int readonly ИнвентарныйНомер;
   public string readonly Наименование;
   public double РассчитатьАмортизацию(int ЛетВЭксплуатации) { ... }
    }

Конечно, использование русского языка в коде программы - вопрос спорный. Тем не менее, такая возможность есть. Использовать же ее или нет - вопрос стандартов написания кода в пределах рабочей группы (отдела, предприятия, корпорации).

Заключение

Безусловно, изложенные выше моменты не могут претендовать на абсолютную полноту и глубокую детализацию. Тем не менее, даже на их основе

--------------------

0 Пользователей читают эту тему (0 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:
« Предыдущая тема \| Общие вопросы по .NET и C# \| Следующая тема »