- •Лекция 15. Процедуры и функции - функциональные модули языка с#
- •1. Процедуры и функции - методы класса
- •2. Процедуры и функции. Отличия
- •3. Описание методов (процедур и функций). Синтаксис
- •4. Список формальных аргументов
- •5. Тело метода
- •6. Вызов метода. Синтаксис
- •7. О соответствии списков формальных и фактических аргументов
- •8. Вызов метода. Семантика
- •9. Что нужно знать о методах?
- •11. Функции с побочным эффектом
- •12. Методы. Перегрузка
9. Что нужно знать о методах?
Знания формального синтаксиса и семантики недостаточно, чтобы эффективно работать с методами. Рассмотрим сейчас несколько важных вопросов, касающихся различных сторон работы с методами класса.
Почему у методов мало аргументов?
Методы класса имеют значительно меньше аргументов, чем процедуры и функции в классическом процедурном стиле программирования, когда не используется концепция классов. За счет чего происходит уменьшение числа аргументов у методов? Ведь аргументы играют важную роль: они передают методу информацию, нужную ему для работы, и возвращают информацию - результаты работы метода - программе, вызвавшей его.
Все дело в том, что методы класса - это не просто процедуры; это процедуры, обслуживающие данные. Все поля доступны любому методу по определению. Нужно четко понимать, что в момент выполнения программной системы работа идет не с классом, а с объектами - экземплярами класса. Из полей соответствующего объекта - цели вызова - извлекается информация, нужная методу в момент вызова, а работа метода чаще всего сводится к обновлению значений полей этого объекта. Поэтому очевидно, что методу не нужно через входные аргументы передавать информацию, содержащуюся в полях. Если в результате работы метода обновляется значение некоторого поля, то, опять-таки, не нужен никакой выходной аргумент.
Поля класса или функции без аргументов?
Поля хранят информацию о состоянии объектов класса. Состояние объекта динамически изменяется в ходе вычислений - обновляются значения полей. Часто возникающая дилемма при проектировании класса: что лучше - создать ли поле, хранящее информацию, или создать функцию без аргументов, вычисляющую значение этого поля всякий раз, когда это значение понадобится. Решение дилеммы - это вечный для программистов выбор между памятью и временем. Если предпочесть поле, то это приводит к дополнительным расходам памяти. Они могут быть значительными, когда создается большое число объектов - ведь свое поле должен иметь каждый объект. Если предпочесть функцию, то это потребует временных затрат на вычисление значения, и затраты могут быть значительными в сравнении с выбором текущего значения поля.
В языке C# , когда мы хотим получить длину строки, то пишем s.Length, точно зная, что Length - это поле, а не метод класса String. Если бы по каким-либо причинам разработчики класса String решили изменить реализацию и заменить поле Length соответствующей функцией, то ее вызов имел бы вид s.Length().
Пример: две версии класса Account
Проиллюстрируем рассмотренные выше вопросы на примере проектирования классов Account и Account1, описывающих такую абстракцию данных, как банковский счет. Определим на этих данных две основные операции - занесение денег на счет и снятие денег. В первом варианте - классе Account - будем активно использовать поля класса. Помимо двух основных полей credit и debit, хранящих приход и расход счета, введем поле balance, которое задает текущее состояние счета, и два поля, связанных с последней выполняемой операцией. Поле sum будет хранить сумму денег текущей операции, а поле result - результат выполнения операции. Полей у класса много, и как следствие, у методов класса аргументов будет немного. Вот описание нашего класса:
/// <summary>
/// Класс Account определяет банковский счет. Простейший
/// вариант с возможностью трех операций: положить деньги
/// на счет, снять со счета, узнать баланс.Вариант с полями
/// </summary>
public class Account
{
//закрытые поля класса
int debit=0, credit=0, balance =0;
int sum =0, result=0;
/// <summary>
/// Зачисление на счет с проверкой
/// </summary>
/// <param name="sum">зачисляемая сумма</param>
public void putMoney(int sum)
{
this.sum = sum;
if (sum >0)
{
credit += sum; balance = credit - debit; result =1;
}
else result = -1;
Mes();
}//putMoney
/// <summary>
/// Снятие со счета с проверкой
/// </summary>
/// <param name="sum"> снимаемая сумма</param>
public void getMoney(int sum)
{
this.sum = sum;
if(sum <= balance)
{
debit += sum; balance = credit - debit; result =2;
}
else result = -2;
Mes();
}//getMoney
/// <summary>
/// Уведомление о выполнении операции
/// </summary>
void Mes()
{
switch (result)
{
case 1:
Console.WriteLine("Операция зачисления денег
прошла успешно!");
Console.WriteLine("Cумма={0},
Ваш текущий баланс={1}",sum, balance);
break;
case 2:
Console.WriteLine("Операция снятия денег
прошла успешно!");
Console.WriteLine("Cумма={0},
Ваш текущий баланс={1}", sum,balance);
break;
case -1:
Console.WriteLine("Операция зачисления денег
не выполнена!");
Console.WriteLine("Сумма должна быть больше нуля!");
Console.WriteLine("Cумма={0},
Ваш текущий баланс={1}", sum,balance);
break;
case -2:
Console.WriteLine("Операция снятия денег
не выполнена!");
Console.WriteLine("Сумма должна быть
не больше баланса!");
Console.WriteLine("Cумма={0},
Ваш текущий баланс={1}", sum,balance);
break;
default:
Console.WriteLine("Неизвестная операция!");
break;
}
}
}//Account
Как можно видеть, только у методов getMoney и putMoney имеется один входной аргумент. Это тот аргумент, который нужен по сути дела, поскольку только клиент может решить, какую сумму он хочет снять или положить на счет. Других аргументов у методов класса нет - вся информация передается через поля класса. Уменьшение числа аргументов приводит к повышению эффективности работы с методами, так как исчезают затраты на передачу фактических аргументов. Но за все надо платить. В данном случае, усложняются сами операции работы со вкладом, поскольку нужно в момент выполнения операции обновлять значения многих полей класса. Закрытый метод Mes вызывается после выполнения каждой операции, сообщая о том, как прошла операция, и информируя клиента о текущем состоянии его баланса.
А теперь спроектируем аналогичный класс Account1, отличающийся только тем, что у него будет меньше полей. Вместо поля balance в классе появится соответствующая функция с этим же именем, вместо полей sum и result появятся аргументы у методов, обеспечивающие необходимую передачу информации. Вот как выглядит этот класс:
/// <summary>
/// Класс Account1 определяет банковский счет.
/// Вариант с аргументами и функциями
/// </summary>
public class Account1
{
//закрытые поля класса
int debit=0, credit=0;
/// <summary>
/// Зачисление на счет с проверкой
/// </summary>
/// <param name="sum">зачисляемая сумма</param>
public void putMoney(int sum)
{
int res =1;
if (sum >0)credit += sum;
else res = -1;
Mes(res,sum);
}//putMoney
/// <summary>
/// Снятие со счета с проверкой
/// </summary>
/// <param name="sum"> снимаемая сумма</param>
public void getMoney(int sum)
{
int res=2;
if(sum <= balance())debit += sum;
else res = -2;
balance();
Mes(res, sum);
}//getMoney
/// <summary>
/// вычисление баланса
/// </summary>
/// <returns>текущий баланс</returns>
int balance()
{
return(credit - debit);
}
/// <summary>
/// Уведомление о выполнении операции
/// </summary>
void Mes(int result, int sum)
{
switch (result)
{
case 1:
Console.WriteLine("Операция зачисления денег прошла успешно!");
Console.WriteLine("Cумма={0},
Ваш текущий баланс={1}", sum,balance());
break;
case 2:
Console.WriteLine("Операция снятия денег
прошла успешно!");
Console.WriteLine("Cумма={0},
Ваш текущий баланс={1}", sum,balance());
break;
case -1:
Console.WriteLine("Операция зачисления денег
не выполнена!");
Console.WriteLine("Сумма должна быть больше нуля!");
Console.WriteLine("Cумма={0},
Ваш текущий баланс={1}", sum,balance());
break;
case -2:
Console.WriteLine("Операция снятия денег не выполнена!");
Console.WriteLine("Сумма должна быть
не больше баланса!");
Console.WriteLine("Cумма={0},
Ваш текущий баланс={1}", sum,balance());
break;
default:
Console.WriteLine("Неизвестная операция!");
break;
}
}
}//Account1
Сравнивая этот класс с классом Account, можно видеть, что число полей сократилось с пяти до двух, упростились основные методы getMoney и putMoney. Но, в качестве платы, у класса появился дополнительный метод balance(), многократно вызываемый, и у метода Mes теперь появились два аргумента. Какой класс лучше? Однозначно сказать нельзя, все зависит от контекста, от приоритетов, заданных при создании конкретной системы.
Приведу процедуру класса Testing, тестирующую работу с классами Account и Account1:
public void TestAccounts()
{
Account myAccount = new Account();
myAccount.putMoney(6000);
myAccount.getMoney(2500);
myAccount.putMoney(1000);
myAccount.getMoney(4000);
myAccount.getMoney(1000);
//Аналогичная работа с классом Account1
Console.WriteLine("Новый класс и новый счет!");
Account1 myAccount1 = new Account1();
myAccount1.putMoney(6000);
myAccount1.getMoney(2500);
myAccount1.putMoney(1000);
myAccount1.getMoney(4000);
myAccount1.getMoney(1000);
}
На рис. 1 показаны результаты работы этой процедуры.
Рис. 1. Тестирование классов Account и Account1