ооп теория

y = a*Math.Sin(b*t); break;

case ("cos"):

y = a*Math.Cos(b*t); break;

case ("tan"):

y = a*Math.Tan(b*t); break;

case ("cotan"):

y = a/Math.Tan(b*t); break;

case ("ln"):

y = a*Math.Log(b*t); break;

case ("tanh"):

y = a*Math.Tanh(b*t); break;

default:

y=1;

break;

}//switch

Console.WriteLine ("t = " + t + "; " + a +"*" + NameFunction +"(" + b + "*t)= " + y + ";");

}//for

double u = 2.5, v = 1.5, p,w; p= Math.Pow(u,v);

w = Math.IEEERemainder(u,v); Console.WriteLine ("u = " + u + "; v= " + v +

"; power(u,v)= " + p + "; reminder(u,v)= " + w); }//MathFunctions

Заметьте, в примерах программного кода я постепенно расширяю диапазон используемых средств. Часть из этих средств уже описана, а часть (например,

оператор цикла for и оператор выбора switch) будут описаны позже. Те, у

кого чтение примеров вызывает затруднение, смогут вернуться к ним при повторном чтении книги.

Коротко прокомментирую этот код. В данном примере пользователь определяет, какую функцию он хочет вычислить и при каких значениях ее параметров. Некоторые параметры задаются константами и инициализированными переменными, но для большинства их значения вводятся пользователем. Одна из целей этого фрагмента состоит в демонстрации консольного ввода данных разного типа, при котором используется описанный ранее метод Parse.

121

Функция, заданная пользователем, вычисляется в операторе switch. Здесь реализован выбор из 6 стандартных функций, входящих в джентльменский набор класса Math.

Вызов еще двух функций из класса Math содержится в двух последних строчках этой процедуры. На рис. 7.1 можно видеть результаты ее работы.

Рис. 7.1. Результаты работы процедуры MathFunctions

КЛАСС RANDOM И ЕГО ФУНКЦИИ

Умение генерировать случайные числа требуется во многих приложениях.

Класс Random содержит все необходимые для этого средства. Класс Random

имеет конструктор класса: для того, чтобы вызывать методы класса, нужно вначале создавать экземпляр класса. Этим Random отличается от класса

Math, у которого все поля и методы - статические, что позволяет обойтись без создания экземпляров класса Math.

Как и всякий "настоящий" класс, класс Random является наследником класса

Object, а, следовательно, имеет в своем составе и методы родителя.

Рассмотрим только оригинальные методы класса Random со статусом public,

необходимые для генерирования последовательностей случайных чисел.

Класс имеет защищенные методы, знание которых полезно при

122

необходимости создания собственных потомков класса Random, но этим мы заниматься не будем.

Начнем рассмотрение с конструктора класса. Он перегружен и имеет две реализации. Одна из них позволяет генерировать неповторяющиеся при каждом запуске серии случайных чисел. Начальный элемент такой серии строится на основе текущей даты и времени, что гарантирует уникальность серии. Этот конструктор вызывается без параметров. Он описан как public Random(). Другой конструктор с параметром - public Random (int)

обеспечивает важную возможность генерирования повторяющейся серии случайных чисел. Параметр конструктора используется для построения начального элемента серии, поэтому при задании одного и того же значения параметра серия будет повторяться.

Перегруженный метод public int Next() при каждом вызове возвращает положительное целое, равномерно распределенное в некотором диапазоне.

Диапазон задается параметрами метода. Три реализации метода отличаются набором параметров:

public int Next () - метод без параметров выдает целые положительные числа во всем положительном диапазоне типа int;

public int Next (int max) - выдает целые положительные числа в диапазоне [0,max];

public int Next (int min, int max) - выдает целые числа в диапазоне

[min,max].

Метод public double NextDouble () имеет одну реализацию. При каждом вызове этого метода выдается новое случайное число, равномерно распределенное в интервале [0,1).

123

Еще один полезный метод класса Random позволяет при одном обращении получать целую серию случайных чисел. Метод имеет параметр - массив,

который и будет заполнен случайными числами. Метод описан как public void NextBytes (byte[] buffer). Так как параметр buffer представляет массив байтов, то, естественно, генерированные случайные числа находятся в диапазоне [0, 255].

Приведу теперь пример работы со случайными числами. Как обычно, для проведения экспериментов по генерации случайных чисел я создал метод

Rand в классе Testing. Вот программный код этого метода:

///<summary>

///Эксперименты с классом Random

///</summary>

public void Rand()
{
const int initRnd	= 77;
Random realRnd = new Random();
Random repeatRnd =	new Random(initRnd);
// случайные числа	в диапазоне [0,1)
Console.WriteLine("случайные числа в диапазоне[0,1)");
for(int i =1; i <=	5; i++)
{

Console.WriteLine("Число " + i + "= " + realRnd.NextDouble() );

}

// случайные числа в диапазоне[min,max] int min = -100, max=-10;

Console.WriteLine("случайные числа в диапазоне [" + min +"," + max + "]");

for(int i =1; i <= 5; i++)

{

Console.WriteLine("Число " + i + "= " + realRnd.Next(min,max) );

}

// случайный массив байтов byte[] bar = new byte[10]; repeatRnd.NextBytes(bar);

Console.WriteLine("Массив случайных чисел в диапазоне

[0, 255]"); for(int i =0; i < 10; i++)

{

Console.WriteLine("Число " + i + "= " +bar[i]);

}

}//Rand

Приведу краткий комментарий к тексту программы. Вначале создаются два объекта класса Random. У этих объектов разные конструкторы. Объект с

124

именем realRnd позволяет генерировать неповторяющиеся серии случайных чисел. Объект repeatRnd дает возможность повторить при необходимости серию. Метод NextDouble создает серию случайных чисел в диапазоне [0, 1).

Вызываемый в цикле метод Next с двумя параметрами создает серию случайных отрицательных целых, равномерно распределенных в диапазоне [- 100, -10]. Метод NextBytes объекта repeatRnd позволяет получить при одном вызове массив случайных чисел из диапазона [0, 255]. Результаты вывода можно увидеть на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Генерирование последовательностей случайных чисел в процедуре

Rand

На этом заканчивается рассмотрение темы выражений языка C#.

125

Тема 8. ОПЕРАТОРЫ ЯЗЫКА C#.

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ:

ОПЕРАТОРЫ ЯЗЫКА C#

o ОПЕРАТОР ПРИСВАИВАНИЯ

o БЛОК ИЛИ СОСТАВНОЙ ОПЕРАТОР o ПУСТОЙ ОПЕРАТОР

o ОПЕРАТОРЫ ВЫБОРА o ОПЕРАТОР IF

o ОПЕРАТОР SWITCH

oОПЕРАТОРЫ ПЕРЕХОДА

ОПЕРАТОР GOTO

ОПЕРАТОРЫ BREAK И CONTINUE

ОПЕРАТОР RETURN

oОПЕРАТОРЫ ЦИКЛА

ОПЕРАТОР FOR

ЦИКЛЫ WHILE

ЦИКЛ FOREACH

126

ОПЕРАТОРЫ ЯЗЫКА C#

Состав операторов языка C#, их синтаксис и семантика унаследованы от языка С++. Как и положено, потомок частично дополнил состав,

переопределил синтаксис и семантику отдельных операторов, постарался улучшить характеристики языка во благо программиста. Посмотрим,

насколько это удалось языку C#.

Оператор присваивания

Как в языке С++, так и в C# присваивание формально считается операцией. Вместе с тем запись:

X = expr;

следует считать настоящим оператором присваивания, так же, как и одновременное присваивание со списком переменных в левой части:

X1 = X2 = ... = Xk = expr;

Вотличие от языка C++ появление присваивания в выражениях C# хотя

идопустимо, но практически не встречается. Например, запись:

if(x = expr)...

часто используемая в С++, в языке C# в большинстве случаев будет воспринята как ошибка еще на этапе компиляции.

В предыдущих лекциях семантика присваивания разбиралась достаточно подробно, поэтому сейчас я на этом останавливаться не буду.

127

Блок или составной оператор

С помощью фигурных скобок несколько операторов языка (возможно,

перемежаемых объявлениями) можно объединить в единую синтаксическую конструкцию, называемую блоком или составным оператором:

{

оператор_1

...

оператор_N

}

В языках программирования нет общепринятой нормы для использования символа точки с запятой при записи последовательности операторов. Есть три различных подхода и их вариации. Категорические противники точек с запятой считают, что каждый оператор должен записываться на отдельной строке (для длинных операторов определяются правила переноса). В этом случае точки с запятой (или другие аналогичные разделители) не нужны. Горячие поклонники точек с запятой (к ним относятся языки С++ и C#) считают, что точкой с запятой должен оканчиваться каждый оператор. В результате в операторе if перед else

появляется точка с запятой. Третьи полагают, что точка с запятой играет роль разделителя операторов, поэтому перед else ее не должно быть. В

приведенной выше записи блока, следуя синтаксису C#, каждый из операторов заканчивается символом "точка с запятой". Но, заметьте, блок не заканчивается этим символом!

Синтаксически блок воспринимается как единичный оператор и может использоваться всюду в конструкциях, где синтаксис требует одного оператора. Тело цикла, ветви оператора if, как правило, представляются блоком. Приведу достаточно формальный и слегка запутанный пример, где тело процедуры представлено блоком, в котором есть встроенные блоки,

задающие тело оператора цикла for и тела ветвей оператора if:

128

///<summary>

///демонстрация блоков (составных операторов)

///</summary>

public void Block()

{

int limit = 100;

int x = 120, y = 50; int sum1 =0, sum2=0;

for (int i = 0; i< 11; i++)

{

int step = Math.Abs(limit -x)/10; if (x > limit)

{x -= step; y += step;}

else

{x += step; y -= step;} sum1 += x; sum2 +=y;

}

//limit = step; //переменная step перестала существовать //limit = i; // переменная i перестала существовать

Console.WriteLine("x= {0}, y= {1}, sum1 ={2}, sum2 = {3}", x,y,sum1,sum2);

}

Заметьте, здесь в тело основного блока вложен блок, задающий тело

цикла, в котором объявлены две локальные переменные - i и step.

Всвою очередь, в тело цикла вложены блоки, связанные с ветвями then

иelse оператора if. Закомментированные операторы, стоящие сразу за окончанием цикла, напоминают, что соответствующие локальные переменные, определенные в блоке, перестают существовать по его завершении.

Приведенная процедура Block является методом класса Testing, который входит в проект Statements, созданный для работы с примерами этой лекции.

Вот описание полей и конструктора класса Testing:

///<summary>

///Класс Testing - тестирующий класс. Представляет набор

///скалярных переменных и методов, тестирующих работу

///с операторами, процедурами и функциями C#.

///</summary>

public class Testing

{

public Testing(string name, int age)

{

this.age = age; this.name = name;

}

//поля класса

129

public string name; public int age;

private int period; private string status;

}

ПУСТОЙ ОПЕРАТОР

Пустой оператор - это "пусто", завершаемое точкой с запятой. Иногда полезно рассматривать отсутствие операторов как существующий пустой оператор. Синтаксически допустимо ставить лишние точки с запятой,

полагая, что вставляются пустые операторы. Например, синтаксически допустима следующая конструкция:

for (int j=1; j<5; j++) {;;;};

Она может рассматриваться как задержка по времени, работа на холостом ходе.

ОПЕРАТОРЫ ВЫБОРА

Как в С++ и других языках программирования, в языке C# для выбора одной из нескольких возможностей используются две конструкции - if и switch. Первую из них обычно называют альтернативным выбором, вторую - разбором случаев.

ОПЕРАТОР IF

Начнем с синтаксиса оператора if:

if(выражение_1) оператор_1

else if(выражение_2) оператор_2

...

else if(выражение_K) оператор_K else оператор_N

Какие особенности синтаксиса следует отметить? Выражения if должны заключаться в круглые скобки и быть булевого типа. Точнее, выражения должны давать значения true

или false. Напомню, арифметический тип не имеет явных или неявных преобразований к булевому типу. По правилам синтаксиса языка С++, then-ветвь оператора следует сразу за круглой скобкой без ключевого слова then, типичного для большинства языков программирования. Каждый из операторов может быть блоком - в частности, if-

оператором. Поэтому возможна и такая конструкция:

130