Используя класс RangeArray, можно написать следующий фрагмент кода. RangeArray rа = new RangeArray(-5, 10); // массив с индексами от -5 до 10 for(int i=-5; i <= 10; i++) ra[i] = i; // индексирование массива от -5 до 10
Нетрудно догадаться, что в первой строке этого кода конструируется объект клас са RangeArray с пределами индексирования массива от -5 до 10 включительно. Пер вый аргумент обозначает начальный индекс, а второй — конечный индекс. Как только объект rа будет сконструирован, он может быть проиндексирован как массив в преде лах от -5 до 10.
Ниже приведен полностью класс RangeArray вместе с классом RangeArrayDemo, в котором демонстрируется индексирование массива в заданных пределах. Класс RangeArray реализован таким образом, чтобы поддерживать массивы типа int, но при желании вы можете изменить этот тип на любой другой. /* Создать класс со специально указываемыми пределами индексирования массива. Класс RangeArray допускает индексирование массива с любого значения, а не только с нуля. При создании объекта класса RangeArray указываются начальный и конечный индексы. Допускается также указывать отрицательные индексы. Например, можно создать массивы, индексируемые от -5 до 5, от 1 до 10 или же от 50 до 56. */ using System; class RangeArray { // Закрытые данные. int[] а; // ссылка на базовый массив int lowerBound; // наименьший индекс int upperBound; // наибольший индекс // Автоматически реализуемое и доступное только для чтения свойство Length. public int Length { get; private set; } // Автоматически реализуемое и доступное только для чтения свойство Error. public bool Error { get; private set; } // Построить массив по заданному размеру. public RangeArray(int low, int high) { high++; if(high <= low) { Console.WriteLine("Неверные индексы"); high = 1; // создать для надежности минимально допустимый массив low = 0; } а = new int[high - low]; Length = high - low; lowerBound = low; upperBound = --high; } // Это индексатор для класса RangeArray. public int this[int index] { // Это аксессор get. get { if(ok(index)) { Error = false; return a[index - lowerBound]; } else { Error = true; return 0; } } // Это аксессор set. set { if(ok(index)) { a[index - lowerBound] = value; Error = false; } else Error = true; } } // Возвратить логическое значение true, если // индекс находится в установленных границах. private bool ok(int index) { if(index >= lowerBound & index <= upperBound) return true; return false; } } // Продемонстрировать применение массива с произвольно // задаваемыми пределами индексирования. class RangeArrayDemo { static void Main() { RangeArray ra = new RangeArray(-5, 5); RangeArray ra2 = new RangeArray(1, 10); RangeArray ra3 = new RangeArray(-20, -12); // Использовать объект ra в качестве массива. Console.WriteLine("Длина массива ra: " + rа.Length); for(int i = -5; i <= 5; i++) ra[i] = i; Console.Write("Содержимое массива ra: "); for(int i = -5; i <= 5; i++) Console.Write(ra[i] + " "); Console.WriteLine("\n"); // Использовать объект ra2 в качестве массива. Console.WriteLine("Длина массива ra2: " + ra2.Length); for(int i = 1; i <= 10; i++) ra2[i] = i; Console.Write("Содержимое массива ra2: "); for(int i = 1; i <= 10; i++) Console.Write(ra2[i] + " "); Console.WriteLine("\n"); // Использовать объект raЗ в качестве массива. Console.WriteLine("Длина массива ra3: " + ra3.Length); for(int i = -20; i <= -12; i++) ra3[i] = i; Console.Write("Содержимое массива ra3: "); for(int i = -20; i <= -12; i++) Console.Write(ra3[i] + " "); Console.WriteLine("\n"); } }
При выполнении этого кода получается следующий результат. Длина массива ra: 11 Содержимое массива ra: -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Длина массива ra2: 10 Содержимое массива ra2: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Длина массива ra3: 9 Содержимое массива ra2: -20 -19 -18 -17 -16 -15 -14 -13 -12
Как следует из результата выполнения приведенного выше кода, объекты типа RangeArray можно индексировать в качестве массивов, начиная с любой точ ки отсчета, а не только с нуля. Рассмотрим подробнее саму реализацию класса RangeArray.
В начале класса RangeArray объявляются следующие закрытые переменные эк земпляра. // Закрытые данные. int[] а; // ссылка на базовый массив int lowerBound; // наименьший индекс int upperBound; // наибольший индекс
Переменная а служит для обращения к базовому массиву по ссылке. Память для него распределяется конструктором класса RangeArray. Нижняя граница индексиро вания массива хранится в переменной lowerBound, а верхняя граница — в перемен ной upperBound. Далее объявляются автоматически реализуемые свойства Length и Error.
// Автоматически реализуемое и доступное только для чтения свойство Length. public int Length { get; private set; } // Автоматически реализуемое и доступное только для чтения свойство Error. public bool Error { get; private set; } Обратите внимание на то, что в обоих свойства аксессор set обозначен как private. Как пояснялось выше, такое объявление автоматически реализуемого свойства, по су ществу, делает его доступным только для чтения. Ниже приведен конструктор класса RangeArray.
// Построить массив по заданному размеру. public RangeArray(int low, int high) { high++; if(high <= low) { Console.WriteLine("Неверные индексы"); high = 1; // создать для надежности минимально допустимый массив low = 0; } а = new int[high - low]; Length = high - low; lowerBound = low; upperBound = --high; } При конструировании объекту класса RangeArray передается нижняя граница массива в качестве параметра low, а верхняя граница — в качестве параметра high. Затем значение параметра high инкрементируется, поскольку пределы индексирова ния массива изменяются от low до high включительно. Далее выполняется следующая проверка: является ли верхний индекс больше нижнего индекса. Если это не так, то выдается сообщение об ошибке и создается массив, состоящий из одного элемента. После этого для массива распределяется память, а ссылка на него присваивается пере менной а. Затем свойство Length устанавливается равным числу элементов массива. И наконец, устанавливаются переменные lowerBound и upperBound. Далее в классе RangeArray реализуется его индексатор, как показано ниже.
// Это индексатор для класса RangeArray. public int this[int index] { // Это аксессор get. get { if(ok(index)) { Error = false; return a[index - lowerBound]; } else { Error = true; return 0; } } // Это аксессор set. set { if(ok(index)) { a[index - lowerBound] = value; Error = false; } else Error = true; } } Этот индексатор подобен тому, что использовался в классе FailSoftArray, за од ним существенным исключением. Обратите внимание на следующее выражение, в ко тором индексируется массив а.
index - lowerBound В этом выражении индекс, передаваемый в качестве параметра index, преобразу ется в индекс с отсчетом от нуля, пригодный для индексирования массива а. Данное выражение действует при любом значении переменной lowerBound: положительном, отрицательном или нулевом. Ниже приведен метод ok().
// Возвратить логическое значение true, если // индекс находится в установленных границах. private bool ok(int index) { if(index >= lowerBound & index <= upperBound) return true; return false; } ``` Этот метод аналогичен использовавшемуся в классе FailSoftArray, за исключе нием того, что в нем контроль границ массива осуществляется по значениям перемен ных lowerBound и upperBound.
Класс RangeArray демонстрирует лишь одну разновидность специализированного массива, который может быть создан с помощью индексаторов и свойств. Существу ют, конечно, и другие. Аналогичным образом можно, например, создать динамиче ские массивы, которые расширяются или сужаются по мере надобности, ассоциатив ные и разреженные массивы. Попробуйте создать один из таких массивов в качестве упражнения.
ГЛАВА 11. Наследование
Наследование является одним из трех основополага ющих принципов объектно-ориентированного про граммирования, поскольку оно допускает создание иерархических классификаций. Благодаря наследованию можно создать общий класс, в котором определяются ха рактерные особенности, присущие множеству связанных элементов. От этого класса могут затем наследовать другие, более конкретные классы, добавляя в него свои индивиду альные особенности.
В языке C# класс, который наследуется, называется базовым, а класс, который наследует, — производным. Следовательно, производный класс представляет собой спе циализированный вариант базового класса. Он наследует все переменные, методы, свойства и индексаторы, опреде ляемые в базовом классе, добавляя к ним свои собственные элементы. Основы наследования
Поддержка наследования в C# состоит в том, что в объяв ление одного класса разрешается вводить другой класс. Для этого при объявлении производного класса указывается базовый класс. Рассмотрим для начала простой пример. Ниже приведен класс TwoDShape, содержащий ширину и высоту двухмерного объекта, например квадрата, пря моугольника, треугольника и т.д. // Класс для двумерных объектов. class TwoDShape { public double Width; public double Height; public void ShowDim() { Console.WriteLine("Ширина и высота равны " + Width + " и " + Height); } }
Класс TwoDShape может стать базовым, т.е. отправной точкой для создания классов, описывающих конкретные типы двумерных объектов. Например, в приведенной ниже программе класс TwoDShape служит для порождения производного класса Triangle. Обратите особое внимание на объявление класса Triangle. // Пример простой иерархии классов. using System; // Класс для двумерных объектов. class TwoDShape { public double Width; public double Height; public void ShowDim() { Console.WriteLine("Ширина и высота равны " + Width + " и " + Height); } } // Класс Triangle, производный от класса TwoDShape. class Triangle : TwoDShape { public string Style; // тип треугольника // Возвратить площадь треугольника. public double Area() { return Width * Height / 2; } // Показать тип треугольника. public void ShowStyle() { Console.WriteLine("Треугольник " + Style); } } class Shapes { static void Main() { Triangle t1 = new Triangle(); Triangle t2 = new Triangle(); t1.Width = 4.0; t1.Height = 4.0; t1.Style = "равнобедренный"; t2.Width = 8.0; t2.Height = 12.0; t2.Style = "прямоугольный"; Console.WriteLine("Сведения об объекте t1: "); t1.ShowStyle(); t1.ShowDim(); Console.WriteLine("Площадь равна " + t1.Area()); Console.WriteLine(); Console.WriteLine("Сведения об объекте t2: "); t2.ShowStyle(); t2.ShowDim(); Console.WriteLine("Площадь равна " + t2.Area()); } }