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

21173. Современная память 2.18 MB
  В скором будущем будет также стандартизирована память DDR2800 в связи с чем многие материнские платы уже поддерживают этот тип памяти. Остальные же типы памяти не стандартизированы и не факт что материнская плата способна поддержать эту память на заявленной тактовой частоте. Возникает вопрос: почему же производители памяти соревнуясь друг с другом стараются выпускать все более скоростную память Ответ довольно прост это маркетинговый ход. Но так ли это на самом деле и действительно ли производительность памяти целиком и полностью...
21174. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ 74 KB
  Выбор типа конструкции блока и варианта конструктивного исполнения модуля I уровня ячейки. Выбор компоновочной структуры ячеек ЭА. Выбор типа конструкции ПП. Выбор класса точности ПП.
21175. Тепловые воздействия на конструкции СВТ 175.5 KB
  Комплекс технических средств реализующих тот или иной способ отвода тепла от аппаратуры в окружающую среду назовем системой охлаждения. В зависимости от характера контакта теплоносителя с поверхностью источника тепла различают системы охлаждения прямого и косвенного действия. Воздушные жидкостные и испарительные системы охлаждения могут работать по разомкнутому и замкнутому циклу. В первом случае отработанный нагретый теплоноситель удаляется из системы и больше в ней не используется во втором случае отработанный теплоноситель охлаждается...
21176. Тест начального включения — POST 67.5 KB
  POST выполняет тестирование процессора памяти и системных средств вводавывода а также конфигурирование всех программноуправляемых аппаратных средств системной платы. Часть конфигурирования выполняется однозначно часть управляется джамперами системной платы но ряд параметров позволяет или даже требует конфигурирования по желанию пользователя. Однако для использования такой диагностики необходима вопервых сама платаиндикатор и вовторых словарь неисправностей таблица специфическая для версии BIOS и системной платы. Если не...
21177. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ. ЕСТД. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА (ТПП). ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ 37 KB
  ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ Состав и правила выполнения технологической документации определяется ГОСТ 3.1001 81 Единой системой технологической документации ЕСТД. Она представляет собой комплекс государственных стандартов и руководящих нормативных документов устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки комплектации оформления и обращения технологической документации применяемой при изготовлении и ремонте изделий контроль испытания и перемещения. Основное назначение ЕСТД в установлении во всех организациях и на...
21178. Алгебраїчні доповнення. Обчислення детермінантів 341.5 KB
  Означення алгебраїчного доповнення елементу детермінанта. Такий детермінант називається алгебраїчним доповненням елемента даного детермінанта і позначається як : 6. Детермінант дорівнює сумі добутків елементів будьякого рядка детермінанта на їх алгебраїчні доповнення.3 Доведення: Додамо до кожного елементу mго рядка детермінанта 6.
21179. Ранг матриці. Елементарні перетворення матриці 204 KB
  Елементарні перетворення матриці. Визначення рангу матриці. Такий детермінант називається мінором матриці kго порядка.
21180. Системи лінійних алгебраїчних рівнянь загального виду. Теорія Кронекера-Капеллі. Метод Гаусса 237.5 KB
  Система називається сумісною якщо вона має хоча б один розв язок тобто хоча б один стовпець який перетворює рівняння 9.1 в тотожність і несумісною якщо вона не має розв язків. Система називається означеною якщо вона має один розв язок і неозначеною якщо вона має розв язків більше одного. Аналіз систем рівнянь повинен дати відповідь на два питання чи сумісна система тобто чи має вона розв язок і якщо сумісна то чи вона означена чи ні.
21181. Лінійні простори. Базис. Розмірність. Ізоморфізм просторів 366 KB
  Але наприклад множина додатніх чисел не утворює лінійного простору по відношенню до звичайних операцій додавання та множення бо в цьому разі нема протилежного числа воно повинно бути відємним а значить не буде належати цій множині. Але множина векторів з якої вилучені вектори колінеарні заданій прямій не утворює лінійного простору бо завжди можна знайти такі два вектори які в сумі дадуть вектор колінеарний цій прямій тобто сума не буде належати множині. 4 Множина матриць заданого розміру якщо додавання матриць та множення на...