Класс как модуль

В языке C# разрешается объявить класс, который не рассматривается как тип данных и у которого сохраняется единственная роль - роль модуля. Такой класс объявляется с модификатором static. У такого класса могут быть заданы константы, только статические поля и только статические методы. У него нет конструкторов в обычном смысле этого слова, позволяющих создавать объекты - экземпляры класса. Статический класс не может рассматриваться как тип данных.

Утверждение о том, что для статического класса не создаются объекты, требует уточнения. Один объект создается. Более того, этот статический объект создается всегда, создается автоматически, не требуя выполнения операции new, как это делается для динамически создаваемых объектов. Этот объект получает имя, совпадающее с именем класса. Статический объект, рассматриваемый как модуль класса, создается статическим конструктором, который может быть задан явно, но в случае отсутствия явного задания всегда автоматически добавляется к статическому классу. Конструктор этот вызывается неявно, точный момент его вызова не определен, но гарантируется, что он будет вызван еще до того, как над классом будут выполняться какие-либо операции. Статический конструктор работает точно так же, как и обычный конструктор. Полями создаваемого конструктором объекта будут статические поля и константы класса, которые рассматриваются как статические константы, не требующие задания модификатораstatic. Информация в полях статического объекта независимо от модификатора доступа открыта для всех статических методов класса, а если эти поля объявлены с модификатором public, то поля доступны и клиентам класса. Так, например, константы PI и Eиз статического класса Math доступны всем клиентам класса Math.

Содержательно, статический класс - это сервисный класс, предоставляющий свои сервисы клиентам класса. Клиенты не создают объекты статического класса, они все работают с одним статическим объектом - модулем, у которого есть полезные для клиентов методы и поля, хранящие общую для всех информацию. Методы класса Math позволяют вычислять математические функции, необходимые всем арифметическим классам, методы класса Convert позволяют осуществлять преобразование одного типа данных в другой, не принадлежа ни одному из этих типов.

Оператор неявного преобразования применяется автоматически в следующих случаях: когда в выражении требуется преобразование типов; методу передается объект; осуществляется присваивание и производится явное приведение к целевому типу. С другой стороны, можно создать оператор явного преобразования, вызываемый только тогда, когда производится явное приведение типов. В таком случае оператор явного преобразования не вызывается автоматически, как показано в примере.

На операторы преобразования накладывается ряд следующих ограничений:

· Исходный или целевой тип преобразования должен относиться к классу, для которого объявлено данное преобразование. В частности, нельзя переопределить преобразование в тип int, если оно первоначально указано как преобразование в тип double.

· Нельзя указывать преобразование в класс object или же из этого класса.

· Для одних и тех же исходных и целевых типов данных нельзя указывать одновременно явное и неявное преобразование.

· Нельзя указывать преобразование базового класса в производный класс.

· Нельзя указывать преобразование в интерфейс или же из него.

Помимо указанных выше ограничений, имеется ряд рекомендаций, которыми обычно руководствуются при выборе операторов явного или неявного преобразования. Несмотря на все преимущества неявных преобразований, к ним следует прибегать только в тех случаях, когда преобразованию не свойственны ошибки. Во избежание подобных ошибок неявные преобразования должны быть организованы только в том случае, если удовлетворяются следующие условия. Во-первых, информация не теряется, например, в результате усечения, переполнения или потери знака. И, во-вторых, преобразование не приводит к исключительной ситуации. Если же неявное преобразование не удовлетворяет этим двум условиям, то следует выбрать явное преобразование.