3664

Клас Array і нові можливості масивів

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Клас Array і нові можливості масивів Клас Array Не можна зрозуміти багато деталей роботи з масивами в C#, якщо не знати пристрій класу Array з бібліотеки FCL, нащадками якого є всі класи-масиви. Розглянемо наступні оголошення: Клас Array...

Украинкский

2012-11-05

90.5 KB

5 чел.

Клас Array і нові можливості масивів

Клас Array

Не можна зрозуміти багато деталей роботи з масивами в C#, якщо не знати пристрій класу Array з бібліотеки FCL, нащадками якого є всі класи-масиви. Розглянемо наступні оголошення:

//Клас Array

        int[] ar1 = new int[5];

        double[] ar2 ={5.5, 6.6, 7.7};

        int[,] ar3 = new Int32[3,4];

Задамося природним запитанння: до якого або до яких класів належать об'єкти ar1, ar2 й ar3? Відповідь проста: всі вони належать до різних класів. Змінна ar1 належить до класу int[] - одномірному масиву значень типу int, ar2 - double[] - одномірному масиву значень типу double, ar3 - двовимірному масиву значень типу int. Наступне закономірне питання: а що загального є в цих трьох об'єктів? Насамперед, всі три класи цих об'єктів, як й інші класи, є нащадками класу Object, а тому мають загальні методи, успадковані від класу Object і доступні об'єктам цих класів.

У всіх класів, що є масивами, багато загального, оскільки всі вони є нащадками класу System.Array. Клас System.Array успадковує ряд інтерфейсів: ICloneable, IList, ICollection, IEnumerable, а, отже, зобов'язаний реалізувати всі їхні методи й властивості. Крім спадкування властивостей і методів класу Object і перерахованих вище інтерфейсів, клас Array має досить велике число власних методів і властивостей. Гляньте, як виглядає відношення спадкування на сімействі класів, що визначають масиви.


Рис. 14.1. 
Відношення спадкування на класах-масивах

Завдяки такому потужному батькові, над масивами визначені найрізноманітніші операції - копіювання, пошук, обіг, сортування, одержання різних характеристик. Масиви можна розглядати як колекції й улаштовувати цикли ForEach для перебору всіх елементів. Важливо й те, що коли в сімейства класів є загальний батько, то можна мати загальні процедури обробки різних нащадків цього батька. Для загальних процедур роботи з масивами характерно, що один або кілька формальних аргументів мають батьківський тип Array. Природно, усередині такої процедури може знадобитися аналіз - який реальний тип масиву переданий у процедуру.

Розглянемо приклад подібної процедури. Раніше я для печатки елементів масиву використав різні процедури PrintAr1, PrintAr2 і так далі, по однієї для кожного класу масиву. Тепер я приведу загальну процедуру, формальний аргумент якої буде належати батькові всіх класів-масивів, що дозволить передавати масив будь-якого класу як фактичний аргумент:

public static void PrintAr(string name, Array A)

{

  Console.WriteLine(name);

  switch (A.Rank)

  {

     case 1:

        for(int i = 0; i<A.GetLength(0);i++)

           Console.Write("\t" + name + "[{0}]={1}",

              i, A.GetValue(i));

        Console.WriteLine();

        break;

     case 2:  

        for(int i = 0; i<A.GetLength(0);i++)

        {

           for(int j = 0; j<A.GetLength(1);j++)

              Console.Write("\t" + name + "[{0},{1}]={2}",

                 i,j, A.GetValue(i,j));

           Console.WriteLine();

        }

        break;

     default: break;

  }

}//PrintAr

От як виглядає створення масивів і виклик процедури печаті:

public void TestCommonPrint()

{

  //Клас Array

  int[] ar1 = new int[5];

  double[] ar2 ={5.5, 6.6, 7.7};

  int[,] ar3 = new Int32[3,4];

  Arrs.CreateOneDimAr(ar1);Arrs.PrintAr("ar1", ar1);

  Arrs.PrintAr("ar2", ar2);

  Arrs.CreateTwoDimAr(ar3);Arrs.PrintAr("ar3", ar3);

}//TestCommonPrint

От результати виводу масивів ar1, ar2 й ar3.

Рис.14.2. Печать масивів. Результати роботи процедури PrintAr

Приведу деякі коментарі.

Перше, на що варто звернути увагу: формальний аргумент процедури належить базовому класу Array, спадкоємцями якого є всі масиви в CLR й, природно, всі масиви C#.

Для того щоб зберегти можливість роботи з індексами, як в одномірному, так й у двовимірному випадку, довелося організувати розбір випадків. Властивість Rank, що повертає розмірність масиву, використовується в цьому розборі.

До елементів масиву A, що має клас Array, немає можливості прямого доступу у звичайній манері - A [<індекси>], але зате є спеціальні методи GetValue (<індекси>) і SetValue (<індекси>).

Природно, розбір випадків можна продовжити, додавши процедурі більшу функціональність.

Помітьте, якщо розбір випадків взагалі не робити, а використати PrintAr тільки для печатки одномірних масивів, то вона буде настільки ж проста, як і процедура PrintAr1, але зможе друкувати будь-які одномірні масиви, незалежно від типу їхніх елементів.

Масиви як колекції

У ряді завдань масиви C# доцільно розглядати як колекції, не використовуючи систему індексів для пошуку елементів. Це, наприклад, завдання, що вимагають однократного або багаторазового проходу по всьому масиві - знаходження суми елементів, знаходження максимального елемента, печать елементів. У таких завданнях замість циклів типу For по кожному вимірі досить розглянути єдиний цикл For Each по всій колекції. Ця можливість забезпечується тим, що клас Array успадковує інтерфейс IEnumerable. Зверніть увагу, цей інтерфейс забезпечує тільки можливість читання елементів колекції (масиву), не допускаючи їхньої зміни. Застосуємо цю стратегію й побудуємо ще одну версію процедури печаті. Ця версія буде самою короткою й самою універсальною, оскільки підходить для печаті масиву, незалежно від його розмірності й типу елементів. От її код:

public static void PrintCollection(string name,Array A)

{

  Console.WriteLine(name);

  foreach (object item in A )

     Console.Write("\t {0}", item);

  Console.WriteLine();

}//PrintCollection

Звичайно, за все потрібно платити. Платою за універсальність процедури печатки є те, що багатомірний масив друкується як одномірний без поділу елементів на рядки.

На жаль, ситуація із читанням і записом елементів масиву не симетрична. Приведу варіант процедури CreateCollection:

public static void CreateCollection(Array A)

{

  int i=0;

  foreach (object item in A )

     //item = rnd.Next(1,10); //item read only

     A.SetValue(rnd.Next(1,10), i++);

}//CreateCollection

Помітьте, цю процедуру зробити універсальною не вдається, оскільки неможливо модифікувати елементи колекції. Тому цикл For Each тут нічого не дає, і розумніше використати звичайний цикл. Дана процедура не універсальна й дозволяє створювати елементи тільки для одномірних масивів.

Сортування й пошук. Статичні методи класу Array

Статичні методи класу Array дозволяють вирішувати найрізноманітніші завдання:

  1.  Copy - дозволяє копіювати весь масив або його частину в інший масив.
  2.  IndexOf, LastIndexOf - визначають індекси першого й останнього входження зразка в масив, повертаючи -1, якщо такого входження не виявлено.
  3.  Reverse - виконує обіг масиву, переставляючи елементи у зворотному порядку.
  4.  Sort - здійснює сортування масиву.
  5.  BinarySearch - визначає індекс першого входження зразка у відсортований масив, використовуючи алгоритм двійкового пошуку.

Всі методи перевантажені й мають ряд модифікацій. Більшість із цих методів застосовано тільки до одномірних масивів. Приведу приклади різних операцій, доступних при роботі з масивами, завдяки спадкуванню від класу Array:

public void TestCollection()

{

  //операції над масивами

  int nc = 7;

  int[] col1 = new int[nc], col2 = new int[nc];

  double[] col3 = new double[nc];

  int[,] col4 = new int[2,2];

  Arrs.CreateCollection(col1);

  Arrs.PrintCollection("col1",col1);

  Arrs.CreateCollection(col2);

  Arrs.PrintCollection("col2",col2);

  Arrs.CreateCollection(col3);

  Arrs.PrintCollection("col3",col3);

  Arrs.CreateTwoDimAr(col4);

  Arrs.PrintCollection("col4",col4);

  //сортування, пошук, копіювання

  // пошук елемента

  int first = Array.IndexOf(col1, 2);

  int last =  Array.LastIndexOf(col1,2);

  if (first == -1)

     Console.WriteLine("Немає входжень 2 у масив col1");

  else if (first ==last)

     Console.WriteLine("Одне входження 2 у масив col1");

  else

     Console.WriteLine("Кілька входжень 2 у масив col1");

  //first = Array.IndexOf(col4, 4);

  //тільки одномірний масив

  Array.Reverse(col1);

  Console.WriteLine("Обіг масиву col1:");

  Arrs.PrintCollection("col1",col1);

  //Копіювання

  Array.Copy(col1, col3, col1.Length);

  Console.WriteLine(" Масив col3 після копіювання масиву col1:");

  Arrs.PrintCollection("col3",col3);

  Array.Copy(col1,1,col2,1,2);

  Console.WriteLine("копіювання двох елементів col1 в col2:");

  Arrs.PrintCollection("col1",col1);

  Arrs.PrintCollection("col2",col2);

  //швидке сортування Хоара

  Array.Sort(col1);

  Console.WriteLine("Відсортований масив col1:");

  Arrs.PrintCollection("col1",col1);

  first = Array.BinarySearch(col1, 2);

  Console.WriteLine("Індекс входження 2 в col1: {0}",first);

  //Створення екземпляра (масиву)

  Array my2Dar = Array.CreateInstance(typeof(double), 2,3);

  Arrs.PrintCollection("my2Dar",my2Dar);

  //клонування

  my2Dar = (Array)col4.Clone();

  Console.WriteLine("Масив my2Dar після клонування

     col4:");

  Arrs.PrintCollection("my2Dar",my2Dar);

  //копіювання CopyTo

  col1.CopyTo(col2,0);

  Console.WriteLine("Масив col2 після копіювання col1:");

  Arrs.PrintCollection("col2",col2);

}

У цій процедурі продемонстровані виклики різних статичних методів класу Array. Для методу Copy показаний виклик двох реалізацій цього методу, коли копіюється весь масив і частина масиву. Закоментований оператор виклику методу IndexOf нагадує про неможливість використання методів пошуку при роботі з багатомірними масивами. Приведу результати виводу.

Рис. 14.3.  Результати застосування статичних методів класу Array


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

25816. Основные этапы речевого акта: образование воздушной струи, голосообразование, образование звуков 15.39 KB
  Этот отдел отвечает за силу голоса участвует в образовании речи обеспечивает плавность речи. Функция генераторного отдела: образование голоса и звуков. Функция резонаторного отдела: усиление голоса и звукообразования. Пассивные: отчётливость голоса достигается благодаря резонаторам.
25817. Особенности дыхания при голосообразовании 11.97 KB
  Поэтому речевое дыхание имеет свои особенности: дыхательный цикл который состоит из вдоха и выдоха удлиняется; продолжительность выдоха больше а вдох укорачивается; увеличивается жизненная ёмкость лёгких; частота дыхания уменьшается. при речевом дыхании вдох активней через рот; особенность выдоха в том что он осуществляется при участии дыхательных мышц.
25818. Характеристика голоса (сила, высота, тембр) 15.02 KB
  Основные характеристики голоса 1.Сила голоса. Обеспечивается сила голоса силой выдоха.
25819. Теории голосообразования: милоэлаксическая, нейрохронаксическая 14.58 KB
  Основная суть образование голоса фонация происходит на фазе выдоха при участии воздушной струи и голосовых складок. При этом колебание голосовых складок происходит пассивно под действием воздуха. При поражении иннервации речевого аппарата происходит нарушение речи и голосообразования.
25820. Заболевания наружного носа и носовой полости: Атрезии 24 KB
  Заболевания наружного носа и носовой полости: Атрезии. Врожденные аномалии наружного носа в виде полного его отсутствия расщепления кончика носа двойного носа и пр. встречаются крайне редко и не имеют такого практического значения как врожденные и приобретенные изменения в полости носа ведущие к нарушению проходимости носовой полости для вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Сужение и зарастание полости носа.
25821. Травмы. Искривления носовой перегородки. Инородные тела носа 15.29 KB
  Инородные тела носа. У 80 людей перегородка носа может быть незначительно деформирована. Искривлённая перегородка носа обычно приводит к затруднению дыхания. Чаще всего причина искривления перегородки носа – травмы.
25822. Острый и хронический ринит. Связь заболевания носа и среднего уха 14.78 KB
  Связь заболевания носа и среднего уха. Рини́т насморк синдром воспаления слизистой оболочки носа. Острый ринит возникает как следствие воздействия на слизистую оболочку полости носа вирусной или бактериальной инфекции. Поражение распространяется на обе половины носа.
25823. Полипы носа 14.67 KB
  Полипы носа. Назальные полипы обычно делят на антрохоанальные полипы и этмоидальные полипы. Несмотря на их удаление во время хирургического вмешательства назальные полипы возникают повторно примерно в 70 случаев. Она может быть проведена под общей или местной анестезией полипы удаляют при помощи эндоскопической хирургии.
25824. Заболевания полости рта. Дефекты губ и нёба 16.78 KB
  Дефекты губ и нёба. Аномалии твёрдого нёба: слишком высокое и узкое – готическое плоское и низкое расщелины твёрдого нёба. Расще́лина нёба разрыв расщелина в средней части нёба возникающая вследствие не заращения двух половин нёба в период эмбрионального развития. Может быть поражена лишь часть нёба например только мягкое нёбо или язычок нёба или же расщелина может проходить по всей длине сочетаясь с билатеральными расщелинами в передней части верхней челюсти; нередко такие дети рождаются с расщелиной губы.