23. Строгая и нестрогая типизация, характеристики типов данных. Определение типа данных.

Для начала рассмотрим основные различия между сильной и слабой типизацией. Прежде всего, слабая (нестрогая)типизация предполагает неявное вычисление/преобразование типов и/или adhocполиморфизм.Таким образом, тип переменной вычисляется на момент выполнения присвоения ей некого значения.

Специальный (или лат. adhoc) полиморфизм допускает специальную реализацию для данных каждого типа. Например, используемая в нашем примере функцией сортировки функция сравнения должна быть определена по-разному для чисел, кортежей, списков, т. е. она является специально полиморфной.

При сильной(строгой) типизации все типы известны заранее, и преобразование проходит по заранее установленным строгим правилам. Строгим, понятно, по отношению к правилам принятым при слабой типизации.

Сильную (строгую) типизацию, представляет язык C#. Если раньше в C++ мы могли написать:

MyObj* m_pObj = GenerateMyObj();

if(!m_pObj)

return -1;

То уже в C# такое преобразование типов не пройдёт, тут будь добр делать все явно:

MyObjm_pObj = GenerateMyObj();

if(m_pObj == null)

return -1;

В этой разновидности типизации для присвоения переменной некоторого значения мы должны сначала объявить эту переменную и задать ей тип. Т.е. основное отличие от слабой типизации в том, что на момент компиляции все типы должны быть известны. Так же, не может быть речи не о каком adhoc полиморфизме. Например, в случае функционального полиморфизма операция сложения, определённая для целочисленных типов, при использовании со строками просто вызовет ошибку компиляции.

У строгой типизации есть одно неоспоримое преимущество, такой код надёжнее. Однако и вслабой есть свои плюсы, язык с такой системой типов более гибкий. В компилируемых языках (С, С++) строгая типизация оказывается удобнее.

Тип данных - характеристика набора данных, которая определяет:

- диапазон возможных значений данных из набора;

- допустимые операции, которые можно выполнять над этими значениями;

- способ хранения этих значений в памяти.

Различают:

- простые типы данных: целые, действительные числа и др.;

- составные типы данных: массивы, файлы и др.

32. Структуры данных на платформе Microsoft .NET (массивы, списки, коллекции, хеш-таблицы), их свойства, примеры использования.

Массив — это структура данных, содержащая несколько переменных одного типа. Массивы объявляются со следующим типом.

type[] arrayName;

Массив имеет следующие свойства.

1. Массив может быть одномерным, многомерным или массивом массивов.

2. Значение по умолчанию числовых элементов массива задано равным нулю, а элементы ссылок имеют значение NULL.

3. Невыровненный массив является массивом массивов и поэтому его элементы являются ссылочными типами и инициализируются значением null.

4. Индексация массивов начинается с нуля: массив с элементами n индексируется от 0 до n-1.

5. Элементы массива могут быть любых типов, включая тип массива.

6. Типы массива являются ссылочными типами, производными от абстрактного базового типа Array. Поскольку этот тип реализует IEnumerable иIEnumerableHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/9eekhta0(v=VS.90).aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/9eekhta0(v=VS.90).aspx"THYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/9eekhta0(v=VS.90).aspx">, в C# во всех массивах можно использовать итерацию foreach.

int[][] jaggedArray3 =

{

new int[] {1,3,5,7,9},

new int[] {0,2,4,6},

new int[] {11,22}

};

Библиотека классов .NET Framework предоставляет ряд универсальных классов коллекций в пространствах имен System.Collections.Generic иSystem.Collections.ObjectModel.Дополнительные сведения об этих классах содержатся в разделе Часто используемые типы коллекций.

System.Collections.Generic

Большинство типов универсальных коллекций являются прямыми аналогами неуниверсальных типов.DictionaryHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/xfhwa508.aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/xfhwa508.aspx"TKey, TValueHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/xfhwa508.aspx"> является универсальной версией Hashtable. Для перечисления он использует универсальную структуру KeyValuePairHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/5tbh8a42.aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/5tbh8a42.aspx"TKey, TValueHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/5tbh8a42.aspx"> вместо DictionaryEntry.

ListHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/6sh2ey19.aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/6sh2ey19.aspx"THYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/6sh2ey19.aspx"> является универсальной версией ArrayList.Существуют и универсальные классы QueueHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/7977ey2c.aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/7977ey2c.aspx"THYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/7977ey2c.aspx"> и StackHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/3278tedw.aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/3278tedw.aspx"THYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/3278tedw.aspx">, которые соответствуют неуниверсальным версиям.

Существуют универсальные и неуниверсальные версии SortedListHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ms132319.aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ms132319.aspx"TKey, TValueHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/ms132319.aspx">.Обе эти версии являются гибридами словаря и списка.Универсальный классSortedDictionaryHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/f7fta44c.aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/f7fta44c.aspx"TKey, TValueHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/f7fta44c.aspx"> представляет собой обычный словарь и не имеет неуниверсального эквивалента.

Универсальный класс LinkedListHYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/he2s3bh7.aspx"<HYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/he2s3bh7.aspx"THYPERLINK "http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/he2s3bh7.aspx"> является точным связанным списком.Он не имеет неуниверсального эквивалента.

ICollection Определяет размер, перечислители и методы синхронизации для всех нестандартных коллекций.

IComparer Предоставляет метод для сравнения двух объектов.

IDictionary Представляет небазовую коллекцию пар "ключ-значение".

IDictionaryEnumerator Перечисляет элементы неуниверсального словаря.

IEnumerable Предоставляет перечислитель, который поддерживает простой перебор элементов неуниверсальной коллекции.

IEnumerator Поддерживает простой перебор по неуниверсальной коллекции.

IEqualityComparer Определяет методы для поддержки операций сравнения объектов в отношении равенства.

IHashCodeProvider Устаревшее. Предоставляет хеш-код объекта, используя пользовательскую хеш-функцию.

IList Представляет неуниверсальную коллекцию объектов с индивидуальным доступом, осуществляемым при помощи индекса.

ArrayList Реализует интерфейс IList с помощью массива с динамическим увеличением размера до нужного значения.

BitArray Управляет компактным битовым массивом значений, представленных логическими значениями, где значение true соответствует 1, а значение false соответствует 0.

CaseInsensitiveComparer Проверяет равенство двух объектов без учета регистра строк.

CaseInsensitiveHashCodeProvider Устаревшее. Предоставляет хэш-код объекта, используя алгоритм хэширования, при котором не учитывается регистр строк.

CollectionBase Предоставляет базовый класс abstract для строго типизированной коллекции.

Comparer Проверяет равенство двух объектов с учетом регистра строк.

DictionaryBase Предоставляет базовый классabstract для строго типизированной коллекции ключ/значение.

Hashtable Предоставляет коллекцию пар "ключ-значение", которые упорядочены по хэш-коду ключа.

Queue Предоставляет коллекцию объектов, которая обслуживается по принципу "первым поступил — первым обслужен".

ReadOnlyCollectionBase Предоставляет базовый класс abstract для неуниверсальной коллекции со строгим типом, которая доступна только для чтения.

SortedList Предоставляет коллекцию пар "ключ-значение", упорядоченных по ключам. Доступ к парам можно получить по ключу и по индексу.

Stack

Списки

Реализует интерфейс IList с помощью массива с динамическим увеличением размера до нужного значения.

ArrayList myAL = new ArrayList();

myAL.Add("Hello");

Хэш-таблицы Hashtable

Предоставляет коллекцию пар "ключ-значение", которые упорядочены по хэш-коду ключа.

Каждый элемент в паре "ключ-значение" хранится в объекте DictionaryEntry. Ключ не может быть равным null, а значение — может.

Объекты, используемые коллекцией Hashtable в качестве ключей, требуются для переопределения метода Object.GetHashCode (или интерфейсаIHashCodeProvider ) и метода Object.Equals (или интерфейса IComparer ). Реализация обоих методов и интерфейсов должна одинаковым образом учитывать регистр; в противном случае действие коллекции Hashtable может быть неправильным. Например, когда создается объект Hashtable, следует использовать класс CaseInsensitiveHashCodeProvider (или любую нечувствительную к регистру реализацию интерфейса IHashCodeProvider) с классомCaseInsensitiveComparer (или любой нечувствительной к регистру реализацией интерфейса IComparer).

Более того, при вызове этих методов с одними и теми же параметрами результат должен быть одинаковым, если ключ существует в коллекции Hashtable. В качестве альтернативы можно использовать конструктор класса Hashtable с параметром IEqualityComparer. Если равенство ключей определяется просто через равенство ссылок, будет достаточно наследуемой реализации методов Object.GetHashCode и Object.Equals.

Объекты, используемые в качестве ключей в коллекции Hashtable, должны быть доступны только для чтения.

При добавлении элемента в коллекцию Hashtable он помещается в определенный сегмент в зависимости от хэш-кода ключа. В дальнейшем поиск ключа осуществляется только в определенном сегменте с использованием хэш-кода ключа. Таким образом в значительной степени уменьшается количество операций сравнения ключей, которое требуется для нахождения элемента.

Показатель загрузки коллекции Hashtable определяет максимальное отношение количества элементов к количеству сегментов. Снижение показателя загрузки уменьшает среднее время поиска за счет увеличения объема используемой памяти. Значение показателя загрузки по умолчанию, равное 1,0, обычно обеспечивает наилучшее соотношение между объемом памяти и временем поиска. При создании коллекции Hashtable может быть задан другой показатель загрузки.

Когда элементы добавляются в коллекцию Hashtable, фактический показатель загрузки коллекции Hashtable увеличивается. Когда фактический показатель загрузки становится равным заданному, количество сегментов в объекте Hashtable автоматически увеличивается до наименьшего простого числа, которое больше удвоенного текущего количества сегментов в коллекции Hashtable.

Каждый ключевой объект в коллекции Hashtable должен иметь свою собственную хэш-функцию, доступ к которой может быть получен при вызове методаGetHash. Однако каждый объект, реализующий интерфейс IHashCodeProvider, может быть передан в конструктор класса Hashtable, а соответствующая хэш-функция используется для всех объектов в таблице.

Емкость коллекции Hashtable — это количество элементов, которое может вместить коллекция Hashtable. Когда в коллекцию Hashtable добавляются элементы, ее емкость автоматически увеличивается должным образом посредством перераспределения.

vb#c#

В операторе foreach языка C# (for each в Visual Basic) необходима информация о типе каждого элемента коллекции. Так как каждый элемент коллекцииHashtable представляет собой пару "ключ-значение", тип элемента не является типом ключа или типом значения. Вместо этого в качестве типа элемента используется DictionaryEntry. Например:

Hashtable openWith = new Hashtable();

openWith.Add("txt", "notepad.exe");

foreach( DictionaryEntry de in openWith )

{

Console.WriteLine("Key = {0}, Value = {1}", de.Key, de.Value);

}