[游戏开发] 《CLR via C#》笔记：第2部分设计类型（4）

封装对类型中的数据字段的访问，好处（P202 1）
1、可以让访问字段来执行一些额外作用（side effect）、缓存某些值或者推迟创建一些内部对象。
2、可以以线程安全的方式访问字段。
3、字段可能是一个逻辑字段，它的值不由内存中的字节表示，而是通过某个算法来计算获得
使用get，set封装数据（P203 1），下述的get访问器方法不接受参数

public sealed class Employee

{

????private string m_Name;

????private int m_age;

????public string Name

????{

????????get{return (m_Name);}

????????set{m_Name = value;}//关键字value代表新的值

????}

}

Employee e;

e.Name = "abc";

string a = e.Name;

自动实现的属性（Automatically Implemented Property，AIP）：public string Name{get;set;}
使用AIP即创建了一个属性，访问该属性的任何代码实际都会调用get和set方法。
AIP有如下问题：（P205 2）
1、字段声明语法可能包含初始化部分，所以要在一行代码中声明并初始化字段。但没有简单的语法初始化AIP。所以，必须在每个构造器方法中显式初始化每个AIP。
2、运行时序列化引擎将字段名持久存储到序列化的流中。AIP的支持字段名称由编译器决定，每次重新编译代码都可能更改这个名称。因此，任何类型只要含有一个AIP，就没办法对该类型的实例进行反序列化。在任何想要序列化或反序列化的类型中，都不要使用AIP功能。
3、调试时不能在AIP的get或set方法上添加断点,所以不好检测应用程序在什么时候获取或设置这个属性。相反，手动实现的属性可设置断点，查错更方便。
对象和结合初始化器：即可以在定义时候就使用{}对其公共成员复制，并支持完成一些额外操作。（P208 2）

1 2	`//如果属性的类型实现了IEnumerable或 IEnumerable<T>接口，属性就被认为是集合，而集合的初始化是一种相加(additive)操作，而非替换(replacement)操作。示例：` `className c =` `new` `className{stringA =` `"aaa","bbb","ccc"};`

匿名类型：用简洁的语法来自动声明不可变的元组类型。

//方法1

var o1 = new {Name = "abc",year = 7777}；

//方法2

string name = "abc";

DateTime dt = DateTime.Now;

var o2 = new{name,dt.year};

System.Tuple类型：从Object派生，也是匿名类型。示例：（P212 last）

有参属性

C#称有参数的get访问器为索引器（P214 1）
C#使用数组风格的语法来公开有参属性(索引器)。换句话说，可将索引器看成是C#开发人员对[]操作符的重载。（P214 2）

public sealed class BitArray

{

????//容纳了二进制位的私有字节数组

????private Byte [] m_byteArray;

????private Int32 m_numBits;

????//下面的构造器用于分配字节数组，并将所有位设为0

????public BitArray ( Int32 numBits)

????{

????????//先验证实参

????????if(numBits <=0)

????????????throw new ArgumentOutOfRangeException ("numBits must be > 0");

????????//保存位的个数

????????m_numBits = numBits;

????????//为位数组分配字节

????????m_byteArray = new Byte [ (numBits + 7)/ 8 ];

????}

????//下面是索引器(有参属性)

????public Boolean this [ Int32 bitPos]

????{

????????//下面是索引器的get访问器方法

????????get

????????{

????????????//先验证实参

????????????if( (bitPos < 0)ll(bitPos >= m_numBits))

????????????????throw new ArgunentOutOfRangeException ( "bitPos");

????????????//返回指定索引处的位的状态

????????????return (n_bytearray [bitPos / 8 ] 6 (1 <<(bitPos % 8) ) ) != 0;

????????}

????????//下面是索引器的set访问器方法

????????set

????????{

????????????if ( (bitPos < 0)ll(bitPos >= m_numBits))

????????????throw new ArgumentoutOfRangeException ( "bitPos",bitPos.Tostring ( ) );

????????????if (value)

????????????{

????????????????//将指定索引处的位设为true

????????????????m_byteArray [bitPos i / 8]=(Byte)(m_byteArray [bitPos / 8]l (l <<(bitPos $ 8) ) );

????????????}

????????????else

????????????{

????????????????//将指定索引处的位设为false

????????????????m_byteArray [bitPos / 8 ]=(Byte)(m_byteArray [bitPos / 8 ] 6~(1 <<(bitPos % 8) ) );

????????????}

????????}

????}

}

//使用：

BitArray ba = new BitArray(14);

ba[1] = 2;

调用属性刚问器方法时的性能

简单的get，set，JIT编译器会将代码内联（inline）。这样就没有性能上的损失。（P218 last）

属性访问器的可访问性

有时希望为get访问器方法指定一种可访问性，为set访问器方法指定另一种可访问性。最常见的情形是提供公共get 访问器和受保护set访问器。（P219 1）

//Name属性本身声明为public属性，意味着get访问器方法是公共的，所有代码都能调用。而 set访问器方法声明为protected，只能从SomeType 内部定义的代码中调用，或者从SomeType的派生类的代码中调用。

public class a

{

????private string m_name;

????public string name

????{

????????get{return m_name;}

????????protected set{m_name = value;}

????}

}

第十一章事件

定义了事件成员的类型允许类型（或类型的实例）通知其他对象发生了特定的事情。定义了事件成员的类型能提供以下功能：（P221 1）类型之所以能提供事件通知功能，是因为类型维护了一个已登记方法的列表。事件发生后,类型将通知列表中所有已登记的方法。
1、方法能等级它对事件的关注
2、方法能注销它对事件的关注
3、事件发生时，登记了的方法将接收到通知
CLR事件模型以委托为基础。委托是调用”回调方法的一种类型安全的方式。对象凭借回调方法接收它们订阅的通知。

设计要公开事件的类型

根据上图示例来进行设计：

//第一步：定义类型来容纳所有需要发送给事件通知接受者的附加信息(P222 last)

public class a

{

????private string m_name;

????public string name

????{

????????get{return m_name;}

????????protected set{m_name = value;}

????}

}

internal class NewMailEventArgs : EventArgs

{

????private readonly string m_from,m_to,m_subject;

????public NewMailEventArgs(string from,string to,string subject)

????{

????????m_from = from;m_to = to,m_subject = subject;

????}

????public string From{get{return m_from;}}

????public string To{get{return m_to;}}

????public string Subject{get{return m_subject;}}

}

//第二步：定义事件成员-event(P223 last)

//每个事件成员都要指定一下内容：可访问性标识符；委托类型，指出要调用的方法的原型；名称（可以是有效标识符）

iinternal class MailManager

{

????public event EventHandler<NewMailEventArgs> NewMail;

}

//第三步：定义负责引发事件的方法来通知事件的登记对象（P224 last）

//类需要定义一个受保护的虚方法，引发事件时，类及其派生类中的代码会调用该方法。

internal class MailManager

{

//第三步:定义负责引发事件的方法来通知已登记的对象。

//如果类是密封的，该方法要声明为私有和非虚

????protected virtual void OnNewMail(NewMailEventArgs e)

????{

//出于线程安全的考虑，现在将对委托字段的引用复制到一个临时变量中（P225 1）

????????EventHandler<NewMailEventArgs > temp = Volatile.Read(ref NewMail);

//任何方法登记了对事件的关注，就通知它们

????????if(temp != null) temp(this,e);

????}

}

//第四步：定义方法将输入转化为期望事件（P226 4）

internal class MailManager

{

????public void SimulateNewMail(string from,string to,string subject)

????{

????????NewMailEventArgs e = new NewMailEventArgs(from,to,subject);

//调用虚方法通知对象事件已经发生

//如果没有类型重写该方法，我们的对象将通知事件的所有登记对象

????????OnNewMail(e)

????}

}

编译器如何实现事件

C#编译器会把event事件转化为3个构造：1、一个被初始化为null的私有委托字段 2、一个公共add_xxx方法 3、一个公共remove_xxx方法（P226 1）

设计侦听事件的类型

定义一个类型来使用另一个类型提供的事件（P228 last）

internal sealed class Fax

{

????public Fax(MailManager mm)

????{

//向MailManager的NewMail事件登记回调方法

????????mm.NewMail +=Faxmsg;

????}

//触发事件时将调用这个方法

????private void FaxMsg(object sender,NewMailEventArgs e)

????{

????????console.log.....

????}

//注销事件侦听

????public void Unregister(MailManager mm)

????{

????????mm.NewMail -= FaxMsg;

????}

}

显式实现事件

通过显示实现事件来高效率地实现提供大量事件的类
代码：（P231）（注意一下应该是排版问题，代码中的EventSet类是包含之后所有函数到结尾的，但其他函数并没有缩进导致看起来和EventSet类同级了）
委托（delegate）的使用：传送门
博客参考：传送门（原文代码中用了线程等内容，会在后续章节中讲述，目前看不太明白的可以看这篇博客）

第十二章泛型

泛型（generic）是CLR和编程语言提供的一种特殊机制，它支持另一种形式的代码重用，即“算法重用”。（P233 1）即该算法没有设定要操作什么数据类型，因此可以广泛的应用于不同类型的对象，在使用时指定算法要操作的具体数据类型。（P233 2）
CLR允许创建泛型引用类型和泛型值类型，不允许创建泛型枚举类型。
CLR允许创建泛型接口和泛型委托。（P233 3）
泛型的优势：1、源代码保护 2、类型安全 3、更清晰的代码 4、更佳的性能（P235 1）

FCL中的泛型

示例（P237 last）

泛型基础结构

开放类型和封闭类型：具有泛型类型参数的类型仍然是类型，CLR同样会为它创建内部的类型对象。这一点适合引用类型(类)、值类型(结构)、接口类型和委托类型。然而，具有泛型类型参数的类型称为开放类型，CLR禁止构造开放类型的任何实例。这类似于CLR禁止构造接口类型的实例。代码引用泛型类型时可指定一组泛型类型实参。为所有类型参数都传递了实际的数据类型,类型就成为封闭类型。CLR允许构造封闭类型的实例。（P239 1）
泛型类型和继承：泛型也是类型，可以从任何类型派生。指定类型的实参不影响继承层次结构（用于判断强制类型是否被允许）。（P240 last）
泛型类型同一性：如果有一类继承自泛型，并分别实例化两个对象，那么泛型和类的对象在使用==符号判等时返回的结果为FALSE。可以使用using指令来化简泛型封闭类型，例

1	`using` `DateTimeList = system.collections.Generic.List<System.DateTime>;`

代码爆炸：使用泛型类型参数的方法在进行JIT编译时，CLR获取方法的IL，用指定的类型实参替换,然后创建恰当的本机代码(这些代码为操作指定数据类型“量身定制”)。这正是你希望的,也是泛型的重要特点。但这样做有一个缺点:CLR要为每种不同的方法/类型组合生成本机代码。我们将这个现象称为代码爆炸。它可能造成应用程序的工作集显著增大，从而损害性能。（P243 1）
优化：相同类型实参调用只需组合编译一次。（P243 2）CLR判定所有引用类型实参都完全相同则可以代码共享。（P243 3）

泛型接口

没有泛型接口，每次用非泛型接口(如IComparable)来操纵值类型都会发生装箱，而且会失去编译时的类型安全性。这将严重制约泛型类型的应用范围。因此，CLR提供了对泛型接口的支持。引用类型或值类型可指定类型实参实现泛型接口。也可保持类型实参的未指定状态来实现泛型接口。（P243 last）

泛型委托

CLR支持泛型委托，目的是保证任何类型的对象都能以类型安全的方式传给回调方法。此外，泛型委托允许值类型实例在传给回调方法时不进行任何装箱。（17章会详细讲述）

委托和接口的逆变和协变泛型类型实参

委托的每个泛型类型参数都可标记为协变量（convariant）或逆变量（contravariant）。利用这个功能，可将泛型委托类型的变量转换为相同的委托类型(但泛型参数类型不同)。泛型类型参数可以是：不变量，逆变量（泛型类型参数可以从一个类更改为它的某个派生类，用in标记），协变量（泛型类型参数可以从一个类更改为它的某个基类，用out标记）。

泛型方法

定义泛型类、结构或接口时，类型中定义的任何方法都可引用类型指定的类型参数。类型参数可作为方法参数、方法返回值或方法内部定义的局部变量的类型使用。然而，CLR还允许方法指定它自己的类型参数。这些类型参数也可作为参数、返回值或局部变量的类型使用。（P247 1）
泛型方法和类型推断：C#编译器支持调用泛型方法时进行类型推断。（P248 last3）类型可以定义多个方法，让其中一个方法接受具体数据类型，让另一个接受泛型类型参数。（P249 2）

泛型和其他成员

在C#中，属性、索引器、事件、操作符方法、构造器和终结器本身不能有类型参数。但它们能在泛型类型中定义，而且这些成员中的代码能使用类型的类型参数。（P249 last2）

可验证性和约束

约束的作用：限制能指定成泛型实参的类型数量。通过限制类型的数量，可以对那些类型执行更多操作。（P250 last3）
约束可应用于泛型类型的类型参数，也可应用于泛型方法的类型参数（如下所示）。CLR不允许基于类型参数名称或约束来进行重载，只能基于元数(类型参数个数)对类型或方法进行重载。（P251 3）

//C#的 where关键字告诉编译器，为T指定的任何类型都必须实现同类型(T)的泛型lComparable 接口。

//有了这个约束﹐就可以在方法中调用CompareTo，因为已知IComparable<T>接口定义了CompareTo。

private static T Min<T>(T o1,T o2) where T : IComparable<T>

{

????if(o1.CompareTo(o2) < 0) return o1;

????else return o2;

}

主要约束：类型参数可以指定零个或者一个主要约束。主要约束可以是代表非密封类的一个引用类型。不能指定以下特殊引用类型:System.Object ，System.Array，System.Delegate ,System.MulticastDelegate，System.ValueType，System.Enum或者System.Void。（P252 4）
可以这是class和struct为主要约束（P252 last3）
次要约束：类型参数可以指定零个或者多个次要约束，次要约束代表接口类型。这种约束向编译器承诺类型实参实现了接口。由于能指定多个接口约束，所以类型实参必须实现了所有接口约束(以及主要约束，如果有的话)。第十三章将详细讨论接口约束。（P25 3）
构造器约束：类型参数可指定零个或一个构造器约束，它向编译器承诺类型实参是实现了公共无参构造器的非抽象类型。注意，如果同时使用构造器约束和 struct约束，C#编译器会认为这是一个错误，因为这是多余的;所有值类型都隐式提供了公共无参构造器。（where T ：new()）(P254 2)
其他可验证性问题：（P254 last）
1、泛型类型变量的转型：将泛型类型的变量转型为其他类型是非法的，除非转型为与约束兼容的类型。
2、将泛型类型变量设置为默认值：将泛型类型变量设为null是非法的，除非将泛型类型约束成引用类型。
3、将泛型类型变量与null进行比较：无论泛型类型是否被约束,使用–或!=操作符将泛型类型变量与null进行比较都是合法的:
4、两个泛型类型变量相互比较：如果泛型类型参数不能肯定是引用类型,对同一个泛型类型的两个变量进行比较是非法的。
5、泛型类型变量作为操作数使用：会出大量问题，建议不用。