Свойства, деструкторы классов. Обработка исключительных ситуаций Лекция 3

Сбор мусора. Деструкторы. Каждому объекту класса при создании выделяется память в heap. В C# имеется система сбора мусора, которая автоматически возвращает память для повторного использования. Эта система действует незаметно для программиста, активизируется только по необходимости и точно невозможно узнать, когда происходит сбор мусора. Деструктор – это специальный метод, который вызывается сборщиком мусора непосредственно перед удалением объекта из памяти. Деструктор не имеет параметров и не возвращает значение. Точно неизвестно, когда вызывается деструктор, но все деструкторы будут выполнены перед окончанием программы.

Синтаксис деструктора: ~ имя класса ( ) { тело конструктора} тильда

Свойства класса Свойство – это элемент класса, предоставляющий доступ к его полям. Обычно связано с закрытым полем класса. [атрибуты] [спецификаторы] тип имя_свойства { [get код аксессора чтения поля] [set код аксессора записи поля] } Оба аксессора не могут отсутствовать.

Имя свойства можно использовать как обычную переменную в операторах присваивания и выражениях. При обращении к свойству автоматически вызываются аксессоры чтения и установки. Обращение к свойству: имя_объекта.имя_свойства Аксессор get должен содержать оператор return. В аксессоре set используется стандартный параметр value, который содержит значение устанавливаемое для поля значение.

Например, в классе Cilindr из примера выше методы set_radius и get_radius можно заменить на свойство: public double Radius { get { return radius_osnovania; } set { radius_osnovania = value; } Обращение к свойству может быть такое: Console.WriteLine("Радиус= {0,5:f3} Высота= {1,5:f3}", C1.Radius, C1.get_vysota()); C3.Radius = 100; C3.set_vysota(100); Console.WriteLine("Новые параметры цилиндра:"); C3.vyvod();

Аксессор set можно дополнить проверкой значения на положительность: public double Radius { get { return radius_osnovania; } set { if (value>0) radius_osnovania = value; } }

Обработка исключительных ситуаций Все исключения являются подклассами класса Exception пространства имен System. Исключения генерирует среда программирования или программист. Часто используемые исключения пространства имен System: ИсключениеЗначение ArrayTypeMismatchExceptionТип сохраняемого значения несовместим с типом массива DivideByZeroExceptionПопытка деления на ноль IndexOutOfRangeExceptionИндекс массива оказался вне диапазона

Outof MemoryExceptionОбращение к оператору new оказалось неудачным из-за недостаточного объема свободной памяти ОverFlowExceptionИмеет место арифметическое переполнение FormatExceptionПопытка передать в метод аргумент неверного формата InvalidCastExceptionОшибка преобразования типа Исключения перехватываются и обрабатываются оператором try. Свойства класса Exception: Message текстовое описание ошибки TargetSite Метод, выбросивший исключение

try {контролируемый блок} catch (тип1 [имя1]) { обработчик исключения1 } catch (тип2 [имя2]) { обработчик исключения2 }... catch { обработчик исключения } finally {блок завершения} В контролируемый блок включаются операторы, выполнение которых может привести к ошибке. С try-блоком можно связать не одну, а несколько catch- инструкций. Однако все catch-инструкции должны перехватывать исключения различного типа.

Блок finally будет выполнен после выхода из try/catch-блока, независимо от условий его выполнения. При возникновении ошибки при выполнении операторов контролируемого блока генерируется исключение. Выполнение текущего блока прекращается, находится обработчик исключения соответствующего типа, которому и передается выполнение. После выполнения обработчика выполняется блок finally. Если подходящий обработчик не найден, вызывается стандартный обработчик, который обычно выводит сообщение и останавливает работу программы.

Форма обработчика catch (тип ) { обработчик исключения } используется если важен только тип исключения, а свойства исключения не используются. Например: try int y=a/b catch (DivideByZeroException) { Console.WriteLine(" Деление на 0"); } finelly {Console.ReadKey();}

Форма обработчика catch (тип имя) { обработчик исключения } используется когда имя параметра используется в теле обработчика. Например: try int y=a/b catch (DivideByZeroException f) { Console.WriteLine(f.Message+": Деление на 0"); } При попытке деления на 0 выведется сообщение: Attempted to divide by zero. Деление на 0

Форма обработчика catch { обработчик исключения } применяется для перехвата всех исключений, независимо от их типа. Он может быть только один в операторе try и должен быть помещен после остальных catch-блоков. try { int v = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); } catch { Console.WriteLine("Ошибка!!!"); } В этом примере и в случае ввода очень большого числа и в случае ввода недопустимых в целых константах символов выводится сообщение "Ошибка!!!"

Например: double x; if (x == 0) throw new DivideByZeroException(); Генерирование исключений вручную Исключение можно сгенерировать вручную, используя инструкцию throw. Формат ее записан таков: throw [параметр]; Параметр - это объект класса исключений, производного от класса Exception. объект класса, производного от Exception.

Исключение, перехваченное одной catch-инструкцией, можно перегенерировать, чтобы обеспечить возможность его перехвата другой (внешней) catch-инструкцией. Чтобы повторно сгенерировать исключение, достаточно использовать ключевое слово throw, не указывая параметра: throw ; Например:

Один try-блок можно вложить в другой. Исключение, сгенерированное во внутреннем try-блоке и не перехваченное catch-инструкцией, которая связана с этим try- блоком, передается во внешний try-блок. Часто внешний try-блок используют для перехвата самых серьезных ошибок, позволяя внутренним try-блокам обрабатывать менее опасные.

Например:

Использование массивов в C#. Лекция 4

Массив - это структурированный тип данных, представляющий собой последовательность однотипных элементов, имеющих общее имя и снабженных индексами (порядковыми номерами). Нумерация начинается с нуля. Массив – это ссылочный тип данных: в стеке размещается ссылка на массив, а сами элементы массива располагаются в динамической области памяти – хипе. Поэтому его нужно создавать с помощью операции new. При создании всем элементам массива присваиваются по умолчанию нулевые значения. Все массивы в С# построены на основе класса Array из пространства имен System, а значит, наследуют некоторые его элементы или для них можно использовать его методы.

Одномерный массив Можно описать одним из следующих способов: тип[ ] имя_массива; Например, double[ ] y, z; В этом случае память под элементы массивов не выделена. тип[ ] имя_массива = new тип[ размерность ]; Например, int[] a = new int[20], b= new int[100]; В этом случае в памяти создаются массивы из 20 и 100 элементов соответственно, всем элементам присваивается значение 0. выражение, тип которого имеет неявное преобразование к int, long, ulong, uint

Например, int[] x = new int[] {2, -5, 0, 9}; В этом случае размерность массива явно не указана и определяется по количеству элементов в списке инициализаторов. тип[ ] имя_массива = new тип[ ] {список_инициализаторов}; тип[ ] имя_массива = new тип[ размерность] {список_инициализаторов}; тип[ ] имя_массива = {список_инициализаторов}; new подразумевается. Например, int[] x = new int[4] {2, -5, 0, 9}; В этом случае размерность массива все равно бы определилась, т.е. имеем избыточное описание.

Обращение к элементу массива: имя массива [индекс] Например, x[3], MyArray[10] Ввод массива: Console.WriteLine("Введите количество элементов"); int n=Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); double[] x = new double[n]; for (int i = 0; i < n; ++i) { Console.Write("x[" + i + "]="); x[i] = Convert.ToDouble(Console.ReadLine()); }

Оператор цикла foreach предназначен для просмотра всех элементов из некоторой группы данных: массива, списка и др. Синтаксис: foreach (тип имя_переменной in имя_массива) тело цикла; Имя_переменной здает имя локальной переменной, которая будет по очереди принимать все значения из массива, имя которого указано в операторе после слова in. Ее тип должен соответствовать типу элементов массива. С помощью оператора foreach нельзя изменять значение переменной цикла.

Например, нельзя написать foreach (double xt in x) { xt = Convert.ToDouble(Console.ReadLine()); } Можно так: int j = 0; foreach (double xt in x) { Console.Write("x[" + j + "]="); x[j] = Convert.ToDouble(Console.ReadLine()); ++j; } Но это ничуть не улучшает код!!!

Вывод: for (int i = 0; i < n; ++i ) Console.WriteLine( x[i] ); Или с помощью foreach: foreach (double xt in x) Console.WriteLine(xt); Можно создать универсальный метод для вывода массива любого типа: static void vyvod(Array z, string zagolovok) { Console.WriteLine(zagolovok); foreach (object xt in z) Console.WriteLine(xt); } Обращение: vyvod(x, "Массив x");

Элемент класса Описание LengthКоличество элементов массива RankКоличество размерностей массива Свойства класса System.Array: Статические методы: Clear(x, j,n)Присваивает n элементам массива x, начиная с j-го, значения по умолчанию. Например: Array.Clear(x, 1,2); BinarySearch(x, xx)Ищет в отсортированном массиве x номер элемента со значением xx. Например, Array.BinarySearch(a, 9) Sort(x)Упорядочивает массив x в порядке возрастания значений элементов

Sort(x, j, n)Упорядочивает часть массива x из n элементов, начиная с j-го Reverse(x)Изменяет порядок следования элементов массива х на обратный. Reverse(x, j, n)Изменяет порядок следования n элементов массива х на обратный, начиная с j-го элемента. Copy(x,z,n)Копирует n элементов массива x в массив z (n должно быть не больше размерности z и x) Copy(x,j,z,k,n)Копирует n элементов массива x, начиная с j-го, в массив z с k-й позиции

IndexOf(x, xx)Ищет в массиве x номер первого элемента со значением xx. LastIndexOf(x, xx)Ищет в массиве x номер последнего элемента со значением xx. Нестатические методы: CopyTo(x,j)Копирование всех элементов массива, для которого вызван метод, в массив x, начиная с j-го элемента. Например, x.CopyTo(z, 1); GetValue(j)Получение значения элемента массива с номером j (a.GetValue(3)) SetValue(xx, j)Установка значения xx для j-го элемента массива z.SetValue(8,1) ;

Пример. Вычислить значение функции, где a, b и c – количество положительных элементов в массивах A, B и С соответственно. Для решения задачи создать класс «Массив», содержащий закрытое поле для хранения данных, методы ввода и вывода элементов массива, свойство (только для чтения) – «количество положительных элементов». Массивы A и B вводить с клавиатуры, массив С сформировать, скопировав сначала все элементы массива А, а затем первые три элемента массива B.

class Massiv { double[ ] a; public Massiv(int n) { a = new double[n]; } public double[ ] a1 { get {return a;} set{ a=value;} }

public int kolich_polog { get { int k = 0; foreach (double x in a) {if (x>0) ++k;} return k; }

public void vyvod( string zagolovok) { Console.WriteLine(zagolovok); foreach (double x in a) Console.WriteLine(x); }

public void vvod( string name ) { Console.WriteLine("Введите элементы массива " + name); for (int i = 0; i < a.Length; i++) { a[i] = Convert.ToDouble(Console.ReadLine()); }

static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Введите размер массива A"); Massiv A = new Massiv(Convert.ToInt32(Console.ReadLine())); A.vvod("A"); Console.WriteLine("Введите размер массива B"); Massiv B = new Massiv(Convert.ToInt32(Console.ReadLine())); B.vvod("B");

Massiv C = new Massiv(A.a1.Length+3); A.a1.CopyTo(C.a1,0); Array.Copy(B.a1, 0, C.a1, A.a1.Length, 3); A.vyvod("Массив А"); B.vyvod("Массив B"); C.vyvod("Массив С"); Console.WriteLine("Количество положительных элементов в А=" + A.kolich_polog); Console.WriteLine("Количество положительных элементов в B=" + B.kolich_polog); Console.WriteLine("Количество положительных элементов в C=" + C.kolich_polog);

double z = 3 * Math.Pow(Math.Cos(3 * A.kolich_polog), 2) - 4 * Math.Sin(B.kolich_polog) - Math.Pow(C.kolich_polog, 2.1); Console.WriteLine("Z={0,6:f3}", z); Console.ReadKey(); }

Пример. Задать параметры N прямоугольников. Определить количество прямоугольников, площадь которых превышает заданное число. Получить список прямоугольников, которые являются квадратами. class Pramoug { double vys, shir; public Pramoug(double v, double sh) {vys = v; shir = sh;} public double Vys { get { return vys; } set { vys = value; } }

public double Shir { get { return shir; } set { shir = value; } } public double Plosh { get { return vys*shir; } }

class Program { static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("Сколько прямоугольников"); Pramoug[] pr=new Pramoug[Convert.ToInt32(Console.ReadLine())]; for (int i = 0; i < pr.Length; ++i) { Console.WriteLine("задайте параметры " + (i+1) + "-го прямоугольника"); pr[i] = new Pramoug(Convert.ToDouble(Console.ReadLine()), Convert.ToDouble(Console.ReadLine())); }

Console.WriteLine("Задайте пороговую площадь"); double pl=Convert.ToDouble(Console.ReadLine()); int k = 0; foreach (Pramoug p in pr) { if (p.Plosh > pl) ++k; } Console.WriteLine("У "+k+ " прямоугольников площадь превышает "+pl);

Console.WriteLine("Квадраты:"); foreach (Pramoug p in pr) { if (Math.Abs(p.Shir-p.Vys)

Многомерные массивы Многомерным называется массив, который характеризуется двумя или более измерениями, а доступ к отдельному элементу осуществляется посредством двух или более индексов. Существуют два типа многомерных массивов: прямоугольные и ступенчатые (разреженные, рваные, зубчатые). Вот как объявляется многомерный прямоугольный массив: тип[, …, ] имя = new тип[размер_1,..., размер_N] ; Например: int [,,] y = new int [ 4, 3, 3]; Так создается трехмерный целочисленный массив размером 4x3x3.

Простейший многомерный массив двумерный, в котором позиция любого элемента определяется двумя индексами. Двумерный массив можно описать одним из следующих способов: тип[, ] имя_массива; Например, double[, ] y, z; В этом случае память под элементы массивов не выделена. тип[, ] имя_массива = new тип[ разм_1, разм_2 ]; Например, int[, ] a = new int[5,5], b= new int[10,4]; В этом случае в памяти создаются массивы из 25 и 40 элементов соответственно, всем элементам присваивается значение 0.

Например, int[,] x = new int[,] {{2, -5, 0, 9}, {3, 2, -5, 5}, {2, 4, 6, -1}}; В этом случае размерность массива явно не указана и определяется по количеству элементов в списке инициализаторов. тип[, ] имя_массива = new тип[, ] {список_инициализаторов}; тип[ ] имя_массива = new тип[ разм1, разм2] {список_инициализаторов}; тип[, ] имя_массива = {список_инициализаторов}; new подразумевается. Например, int[, ] x = new int[2,2] {{2, -5}, { 0, 9}}; В этом случае размерность массива все равно бы определилась, т.е. имеем избыточное описание. значения сгруппированы в фигурных скобках по строкам

Обращение к элементу матрицы: имя массива [индекс1, индекс2] Например, x[3,4], MyArray[1,0] Ввод матрицы:

Вывод матрицы: Применение оператора foreach для просмотра прямоугольных массивов. Повторение оператора foreach начинается с элемента, все индексы которого равны нулю, и повторяется через все возможные комбинации индексов с приращением крайнего правого индекса первым. Когда правый индекс достигает верхне1 границы, он становится равным нулю, а индекс слева от него увеличивается на единицу.

Например, пусть требуется найти максимальный элемент матрицы. double max = x[0, 0]; foreach (double xt in x) if (xt > max) max = xt; Console.WriteLine("Максимум: "+max); Нестатические методы класса Array для работы с двумерными массивами: GetLength( n )Возвращает длину заданной размерности. Например, если размерность матрицы A 3×5, то A. GetLength( 1 ) будет равно 5. GetValue(i,j)Возвращает значение элемента вызывающего массива с индексами [ i, j]. SetValue(xx, i, j)Устанавливает в вызывающем массиве элемент с индексами [i,j] равным значению xx

Метод для вывода массива: Пример. Если максимальный элемент матрицы А больше максимального элемента матрицы B, увеличить все элементы матрицы А на значение максимального элемента, в противном случае уменьшить в два раза положительные элементы матрицы В.

class Matrica { int[,] x; public Matrica() { Console.WriteLine("Введите кол-во строк:"); int n = int.Parse(Console.ReadLine()); Console.WriteLine("Введите кол-во столбцов:"); int m = int.Parse(Console.ReadLine()); x = new int[n, m]; }

public Matrica(int n, int m) { x = new int[n, m]; } public int[,] X { get { return x; } set { x = value; } } public int max { get { int mx = x[0,0]; foreach(int xt in x) if (xt > mx) mx = xt; return mx;} }

public void vvod(string name) { Console.WriteLine("Введите матрицу " + name); for (int i = 0; i < x.GetLength(0); ++i) { Console.WriteLine("Введите элементы " + i + "-й строки:"); for (int j = 0; j < x.GetLength(1); ++j) x[i, j] = int.Parse(Console.ReadLine()); }

public void vyvod_matr(string zagolovok) { Console.WriteLine(zagolovok); for (int i = 0; i < x.GetLength(0); ++i) { for (int j = 0; j < x.GetLength(1); ++j) Console.Write(" {0,7:f2}", x[i, j]); Console.WriteLine(); }

class Program { static void Main(string[] args) { Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Cyan; Console.Clear(); Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Black; Matrica A = new Matrica(); A.vvod("A"); Matrica B = new Matrica(3, 4); B.vvod("B"); A.vyvod_matr("Исходная матрица А"); B.vyvod_matr("Исходная матрица B");

int max_A = A.max; if (A.max > B.max) { for (int i = 0; i < A.X.GetLength(0); ++i) { for (int j = 0; j < A.X.GetLength(1); ++j) A.X[i, j] = A.X[i, j] + max_A; } A.vyvod_matr("Новая А"); }

else { for (int i = 0; i < B.X.GetLength(0); ++i) { for (int j = 0; j < B.X.GetLength(1); ++j) if (B.X[i, j] > 0) B.X[i, j] = B.X[i, j] / 2; } B.vyvod_matr("Новая B"); } Console.ReadKey(); }

Ступенчатые массивы – это массивы, в которых количество элементов в разных строках может быть различным. Поэтому такой массив можно использовать для создания таблицы со строками разной длины. Представляет собой массив массивов, в памяти хранится в виде нескольких внутренних массивов, каждый из которых имеет свою длину, а для хранения ссылки на каждый из них выделяется отдельная область памяти. Описание: тип[ ] [ ] имя = new тип[размер] [ ]; Например, int[ ] [ ] z = new[10] [ ]; Здесь размер означает количество строк в массиве.

Для самих строк память выделяется индивидуально. Под каждый из внутренних массивов память требуется выделять явным образом. Например: int [ ] [ ] x = new int [ 3 ] [ ] ; x[0] = new int [ 4 ] ; x[1] = new int[ 3 ] ; x[2] = new int [ 5 ] ; В данном случае x.Lenght равно 3, x[0].Lenght равно 4, x[1].Lenght равно 3, x[2].Lenght равно 5.

Другой способ: тип[ ] [ ] имя = {создание_массива1, создание_массива2,…, создание_массиваN}; Например, int [ ] [ ] x = { new int [ 4 ], new int[ 3 ], new int [ 5 ] }; Доступ к элементу осуществляется посредством задания каждого индекса внутри своих квадратных скобок. имя[индекс1] [индекс2] Например, x[2] [9] или a[i] [j]

Пример. Определить средний балл в группах студентов, вывести списки двоечников в каждой группе, назначить студентам стипендию, которой они достойны. using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace ConsoleApplication1 {

class Student { int[ ] ocenki; string fam, gruppa; static double mrot; public Student(string fam, string gruppa, int n) { this.fam = fam; this.gruppa = gruppa; ocenki = new int[n]; }

public string Fam { set { fam = value; } get { return fam; } } public string Gruppa { set { gruppa = value; } get { return gruppa; } }

static Student() { mrot = ; } public void vvod_oc() { Console.WriteLine("Введите оценки студента " + fam + " за сессию"); for (int i = 0; i < ocenki.Length;++i ) {ocenki[i]= int.Parse(Console.ReadLine()); } }

public double Sr_b { get { double S = 0; foreach (int x in ocenki) S = S + x; return S / ocenki.Length;} }

public double stip { get { if (Dvoechnik) return 0; else return (Sr_b > 8) ? (2 * mrot) : (Sr_b > 6 ? 1.8 * mrot : 1.25 * mrot); }

public bool Dvoechnik { get {if (Array.IndexOf(ocenki, 2)>=0) return true; else return false; } }

class Program { static void Main(string[ ] args) { Console.WriteLine("Сколько групп?"); int m=int.Parse(Console.ReadLine()); Student[ ][ ] fakultet = new Student[m][ ]; for (int i = 0; i < m; ++i) { Console.WriteLine("Какая группа?"); string grp = Console.ReadLine();

Console.WriteLine("Сколько в группе студентов ?"); int ks = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); fakultet[i]=new Student[ks]; for (int j = 0; j < ks; ++j) { Console.WriteLine("Фамилия студента ? "); fakultet[i][j] = new Student(Console.ReadLine( ), grp, 4); fakultet[i][j].vvod_oc( ); }

for (int i = 0; i < m; ++i) { double Sb = 0; foreach (Student xs in fakultet[i]) { Sb = Sb + xs.Sr_b; } Console.WriteLine(fakultet[i][0].Gruppa + " "+Sb/fakultet[i].Length); }

for (int i = 0; i < m; ++i) { Console.WriteLine("\n Двоечники группы " + fakultet[i][0].Gruppa); foreach (Student xs in fakultet[i]) { if (xs.Dvoechnik) Console.WriteLine(xs.Fam); }

foreach (Student[ ] xss in fakultet) { Console.WriteLine( "\nСтипендия студентов группы "+ xss[0].Gruppa); foreach (Student xs in xss) { Console.WriteLine(xs.Fam+" "+xs.stip); } } Console.ReadKey(); }