31

Úvod Přetěžování Generika Kolekce Konec

Programování v C# Další jazykové konstrukce

Petr Vaněček

1 / 31


Obsah přednášky

I

Přetěžování I I

I I

metody operátory

Generika Kolekce I I

třídy rozhraní

2 / 31


Překrytí vs. přetížení

I

Rozdíl ve způsobu deklarace metody/operátoru I I

deklarace: název a seřazený seznamu parametrů překrytí (override) I I

I

stejný název, stejné parametry např. A.Tiskni(int i) a B.Tiskni(int i)

přetížení (overload) I I

stejný název, různé parametry např. A.Tiskni(int i) a B.Tiskni(float f)

3 / 31


Překrytí vs. přetížení

I

Překrytí I I I

Shodná deklarace; nemůže být v jedné třídě Odděděné třídy mohou dodat vlastní funkčnost k metodě Pokud je metoda virtuální I I I

I

Pokud není metoda virtuální I I

I

mechanismus polymorfismu použije se dynamicky určený typ např. A b = new B(); b.M(); volá B.M() použije se statický typ např. A b = new B(); b.M(); volá A.M()

Přetížení I

Deklarace liší; může (nemusí) být ve stejné třídě

4 / 31


Přetížení I

Přetížené metody by měly poskytovat podobnou funkčnost I

vhodné používat v případě že metoda s méně parametry volá metodu s více parametry I I

I

usnadňuje údržbu – hlavní kód je jen na jednom místě usnadňuje práci – pokud nepotřebujeme nějakou specialitku, stačí nám volat jednodušší metodu

např. Open ( string name , FileMode mode ) { ... } Open ( string name , FileMode mode , FileAccess access ) { ... }

I

pro jednoduchou práci nepotřebuju znát nic o typech přístupu

5 / 31


Přetížení I

Názvy parametrů by měly být samopopisné I I I

nepoužívat názvy parametrů jako s, i, cislo, . . . názvy u složitějších metod by navíc měly vypovídat o výchozí hodnotě např. int Compare ( string str1 , string str2 ) { Compare ( str1 , str2 , false ); } int Compare ( string str1 , string str2 , bool ignoreCase ) { ... }

I

parametr ignoreCase naznačuje, že není-li uveden bude záležet na velikosti písma

6 / 31


Přetížení

I

Pořadí a názvy parametrů u přetížených metod by se neměly měnit I

I

Jako virtuální by měla být označena pouze kompletní metoda I I

I

usnadňuje volání rozšířených metod pouhým přidáním dalšího parametru metody s nižším počtem parametrů ji volají většinou není důvod aby byly měněny

U referenčních typů by se měla uvažovat i hodnota null I I

stejné jako neudaný parametr otestuje se pouze na jednom místě a ne při každém volání

7 / 31


Operátory

I

Jiný způsob zápisu funkce I

I I

a + b → Secti(a,b)

Zpřehledňují zápis a zvyšují čitelnost kódu Používat s rozumem I I I

u datových typů u kterých operace dávají smysl v případech kdy je na první pohled zřejmé co má operátor dělat přetěžovat operátory symetricky I

když je operátor <, nadefinovat i >

8 / 31


Přetížitelné operátory I

Typy přetížitelných operátorů I

unární I

binární

I

porovnání

I

I I

I

+, -, !, ∼, ++, --, true, false

I

+, -, *, /, %, &, |, b, <<, >> ==, !=, <, >, <=, >=

konverzní operátory

Částečně přetížitelné operátory I

přiřazovací I I

I

+=, -=, *=, /=, ... přetížené automaticky, pokud existuje odpovídající binární operátor

podmínkové I I

&&, || lze obejít přetížením operátorů true a false 9 / 31


Vytvoření přetížení operátorů

I

Operátory musí být public static

I

Třída/struktura implementující operátor musí být alespoň jedním z operandů Unární operátory

I

I

I

I

I

public static operator +( op1, op2)

Explicitní typová konverze I

I

public static operator +( op)

Binární operátory

public static explicit operator ( op)

Implicitní typová konverze I

public static implicit operator ( op)

10 / 31


Příklady struct Complex { public double im ; public double re ; public static Complex operator -( Complex op ) { Complex res ; res . re = - op . re ; res . im = - op . im ; return res ; } public static Complex operator +( Complex op1 , Complex op2 ) { Complex res ; res . re = op1 . re + op2 . re ; res . im = op1 . im + op2 . im ; return res ; } public static implicit operator double ( Complex op1 ) { return op1 . re ; } } 11 / 31


Obecné třídy I

Při psaní kódu jsou často potřebné datové struktury pro různé datové typy I I I I

I

seznamy zásobníky fronty ...

Možné řešení – využít OOP I I

navrhnout třídu pro rodičovský typ (např. System.Object při přístupu využívat plymofrismus

public class Zasobnik { object [] polozka ; public void Vloz ( object polozka ) {...} public object Vyber () {...} } 12 / 31


Nevýhody objektového řešení

I

Nízký výkon I

u hodnotových typů musí dojít k boxing a unboxing I I

I

I

volání metody zaměstnání GC

ani při použití referenčních typů není vyhráno

Typová (ne)bezpečnost I

explicitní přetypování

Zasobnik z = new Zasobnik (); z . Vloz (3.3); int i = ( int ) z . Vyber (); // výjimka

13 / 31


Specializované typy

I

Možné řešení problémů I

vytvořit pro každý potřebný datový typ specializovanou třídu class IntZasobnik { int [] polozka ; ... }

I

Nový problém I I

stejný (podobný) kód na více místech v případě chyby nákladná oprava

14 / 31


Co jsou generika

I

Umožňují nadefinovat obecné třídy I

typová bezpečnost I I

nedochází k přetypovávání, pracuje se přímo s požadovaným typem možno omezit typy, které mohou být použity

I

snadná znovu využitelnost kódu

I

výkonost

I

I I

stačí vytvořit instanci s požadovaným typem typová kontrola je provedena při překladu neprovádí se (un)boxing

15 / 31


Generika v .NET

I I

Nově ve verzi 2.0 Součást CLI specifikace I

I

možno používat v ostatních .NET jazycích

Přímá podpora v IL I

generická třída se přeloží jako normální třída I

I

vyznačená místa pro nahrazení konkrétními typy

k vytvoření konkrétní instance dochází až za běhu

16 / 31


Použití generik I I

Lze použít pro třídy, struktury, rozhraní, metody a delegáty Příklad public class Zasobnik { T [] polozka ; public void Vloz ( T polozka ) {...} public T Vyber () {...} } ... Zasobnik < int > z = new Zasobnik < int >(); z . Vloz (3); int i = z . Vyber ();

I I

Generický typ se uvádí v < > Název typu může být libovolný identifikátor I

I

používá se jednopísmenný, velké písmeno

Při použití se musí uvádět konkrétní typ 17 / 31


Použití více typů

I

Při deklaraci lze použít i více generických typů

I

Příklad public Uzel { K klic ; H hodnota ; Uzel dalsi ; } ... Uzel < int , string > uzel = new Uzel < int , string >();

18 / 31


Omezení I

Problém při použití generických typů I I

obecně můžeme za generický typ dosadit libovolný konkrétní typ nelze volat konkrétní funkce I I

I

Možnost vymezit, které typy mohou být použity I

pomocí slova where I I I I I

I

např. test na rovnost či porovnání nejsou součástí System.Object

třídy rozhraní new() – musí mít neparametrický konstruktor struct – musí být hodnotový typ class – musí být referenční typ

Příklad class PoleHodnot where T : struct { ... } 19 / 31


Kolekce

I

Umožňují sdružovat položky stejného typu do skupin I I I I

I

seznamy slovníky fronty ...

S příchodem .NET 2.0 I

zavedení generických kolekcí I I

I

větší efektivita vyšší typová bezpečnost

vytvoření některých nový kolekcí

20 / 31


List (ArrayList) I I

Pole s dynamicky se zvětšující délkou Konstruktor I I

I

Vlastnosti I I I

I

možno nastavit počáteční délku vytvořit z pole (ICollection) Count – počet položek Capacity – velikost pole Item – indexový přístup k položkám

Metody I I I I I I

Add(item) – přidá prvek na konec seznamu Remove(item) – vyjme prvek RemoveAt(index) – vyjme prvek na pozici Sort() – setřídí pole BinarySearch() – najde metodou půlení intervalu ToArray – převede na pole 21 / 31


Další seznamy

I

LinkedList I

Dvojitě zřetězený seznam I

I

I

skládá se z uzlů LinkedListNode

Rychlé operace vkládání a vyjmutí pomocí AddAfter/Before/First/Last, RemoveFirst/Last

SortedList I

Pole s binárním stromem I I

I I

ukládá se dvojice klíč/hodnota možnost indexovaného přístupu

Vlastnosti Item, Keys, Values Metody Add, Remove, RemoveAt

22 / 31


SortedDictionary

I

Podobný jako SortedList I I

I

Používá pouze stromovou strukturu I I

I

neumožňuje indexovaný přístup operace vkládání a vybírání O(logn)

Vlastnosti I I

I

dvojice klíč/hodnota vyhledávání pomocí stromu

Item[klíč] – vrátí položku podle klíče Keys/Values – kolekce klíčů/hodnot

Metody I I

Add/Remove – přidá/ubere položku ContainsKey/Value – dotaz zda obsahuje klíč/hodnotu

23 / 31


Dictionary (HashTable)

I

Hash tabulka I I

I

dvojice klíč/hodnota rychlé operace (O(1))

Vlastnosti a metody I

podobné jako SortedDictionary

24 / 31


Porovnání

metoda List LinkedList SortedList SortedDictionary Dictionary

vkládání O(n) O(1) O(n) O(log n) O(1)

vyjmutí O(n) O(1) O(n) O(logn) O(1)

hledání O(n) O(n) O(logn) O(logn) O(1)

reprezentace pole spojový seznam pole+strom red-black strom hash tabulka

25 / 31


Fronty a zásobníky

I

Queue I I

Reprezentuje frontu Vlastnosti I

I

I I I

I

Count – počet prvků ve frontě

Metody Enqueue – přidá prvek na konec fronty Dequeue – odebere prvek ze začátku fronty Peak – vrátí první prvek (bez odebrání)

Stack I I

Reprezentuje zádobník Metody I I

Push – vloží prvek na vrchol Pop – odebere prvek z vrholu

26 / 31


Rozhraní Collections

I

Umožňují vytvářet vlastní kolekce I I

I

snadná záměna jednoho typu za jiný používání ve foreach cyklech

ICollection I I

obecná kolekce vlastnosti I I

I

Count – počet prvků v kolekci IsReadOnly

metody I I I I

Add – vložení prvku Remove – odtranění prvku Contains – zjištění zda prvek existuje Clear – vymazání kolekce

27 / 31


Specializovaná rozhraní I

IEnumerable I

umožňuje použít kolekci ve foreach cyklu metoda

I

příklad

I

I

GetEnumerator – vrací enumerátor, lze použít klíčové slovo yield

struct Vektor : IEnumerable < int > { public int x ,y , z ; public IEnumerator < int > GetEnumerator () { yield return x ; yield return y ; yield return z ; } IEnumerator IEnumerable . GetEnumerator () { return GetEnumerator (); } } 28 / 31


Specializovaná rozhraní

I

IList I I I

potomek ICollection kolekce objektů přístupných pomocí indexů vlastnosti I I

I

Item – indexer, vrátí/nastaví prvek s indexem int i IsFixedSize – kolekce s omezenou velikostí

metody I I I

IndexOf – vrátí index hledaného prvku (-1 v případě neexistence) Insert – vloží prvek na pozici int i RemoveAt – odebere prvek z pozice int i

29 / 31


Specializovaná rozhraní

I

IDictionary I I I

potomek ICollection kolekce klíčů a hodnot vlastnosti I I I

I

Item – indexer, vrátí/nastaví prvek s klíčem key Keys – kolekce klíčů Values – kolekce hodnot

metody I I I I

Add – přidá dvojici klíč/hodnota ContainsKey – zjistí zda klíč existuje Remove – odebere prvek s klíčem key TryGetValue – spojení ContainsKey a Item

30 / 31


Konec

31 / 31

31

Recommend Documents