Шаблоны

Ранее рассмотренные классы ( ArrayList, Queue, Stack ) могут поддерживать коллекции произвольных типов — благодаря тому, что любой класс является производным (либо наследует его) класса object. Именно поэтому и можно организовать коллекцию объектов производного типа. Для стека и очереди это всего лишь экземпляры класса object.

Например, Stack сохраняет свои данные в массиве object, и два его метода, Push и Pop, используют object для приема и возвращения данных:

public class Stack{
 object[] items;
 int count;
 public void Push(object item) {...}
 public object Pop() {...}
 }

В этом заключается гибкость и универсальность классов коллекций, и в этом же заключаются основные проблемы, связанные с использованием коллекций.

В коллекции можно разместить объекты произвольного типа. После извлечения объекта из коллекции (например, методом Pop ) полученное значение (ссылка) должна быть явно приведена к соответствующему типу:

Class XXX
 {
 :::::
 }

Stack stack = new Stack();
 stack.Push(new XXX());
 XXX c = (XXX)stack.Pop();

Если значение типа-значения (например, int ) передается в метод Push, оно автоматически упаковывается. При извлечении значения оно должно быть распаковано с явным приведением типа:

Stack stack = new Stack();
 stack.Push(3);
 int i = (int)stack.Pop();

Такие операции упаковки/распаковки увеличивают непроизводительные издержки, поскольку приводят к динамическим перераспределениям памяти и динамическим проверкам типов.

Следующая проблема заключается в невозможности задания типа данных, помещаемых в коллекцию. Объект – представитель класса XXX может быть помещен в стек и после извлечения преобразован в другой тип:

Stack stack = new Stack();
 stack.Push(new XXX());
 string s = (string)stack.Pop();

Приведенный здесь код не вызывает возражений транслятора, хотя и является примером некорректного использования класса Stack.

Проблема проявится лишь во время выполнения кода, о чем станет известно после генерации исключения InvalidCastException.

Таким образом шаблоны позволяют избежать вышеперечисленных трудностей.