 |
Рассмотрим работу с классами в C# на примере
|
|
|
|
Сейчас мы рассмотрим пример создания небольшого класса.
В нем мы постараемся рассмотреть работу как с созданием новых методов и переменных-членов класса, так и подходы к работе с классом, так как новичкам программирования сначала бывает не понятен смысл применения классов.
Создадим новый класс, Назовем его Man (человек).
Наш класс будет схематично описывать человека следующим образом:
| Имя, возраст, здоровье и состояние жив / мерт будут описывать каждый конкретный экземпляр нашего класса - на основе этих параметров так же будет основываться работа функций Talk, Go, Kill и IsAlive. Имя будет передаваться в класс, во время вызова конструктора класса. Возраст и состояние здоровья будут генерироваться в конструкторе автоматически - в дальнейшем они будут влиять на вывод текста в консоль, при вызове доступных пользователю методов. |
Создадим новое консольное приложение, и назовем его ClassTesting
После сгенерированного програмой класса Program, мы создадим свой класс, назвав его Man, и снабдив его необходимыми свойствами и методами:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace ClassTesting
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
}
}
public class Man
{
// конструктор класса (данная функция вызывается
// при создании нового экземпляра класса
public Man(string _name)
{
Name = _name;
isLife = true;
}
// закрытые члены, которые нельзя именить
// извне класса
// строка, содержащая имя
private string Name;
// беззнаковое целое число, содержащая возраст
private uint Age;
// беззнаковое целое число, отражающее уровень здоровья
private uint Health;
// булево, означающее жив ли данный человек
private bool isLife;
// заготоква функции "говорить"
public void Talk()
{
}
// заготовка функции "идти"
public void Go()
{
}
// функция, возвращающая показатель - жив ли данный человек.
public bool IsAlive()
{
// возращаем значение, к которому мы не можем
// обратиться на прямую из вне класса,
// так как оно имеет статус private
return isLife;
}
|
|
|
}
}
Вот такая вот заготовка нашей программы. Как видите мы добавили еще одну функцию, о которой забыли в схеме нашего класса IsAlive.
Данная функция будет возвращать значение переменной isLife, к которой мы не можем получить доступ извне класса, так как она является закрытой (private).
Теперь более тщательно займемся реализавцией наших классов.
Во первых улучшим конструктор класса: в нем будут генерироваться состояния здоровья и возраст нашего человека, случайным образом. Для этого мы будем использовать класс генерации случайных числел.
Random в C#. Генерация случайного числа в C#.
Хорошее знание языков программирования никогда не обходится без знания того, как выполняется генерация случайных чисел. Сейчас мы рассмотрим то, как выполняется генерация случайного числа в С#.
Для выполнения данной задачи сначало создадим новый экземпляр класса Random
Random rnd = new Random();
Теперь для того, чтобы получить случайное число достаточно использовать созданный экземпляр класса, вызвая метод Next ();, например
Age = rnd. Next ();
При желании (а нам этого очень хочется), можно генерировать число в заданном диапазоне, указав начальное и конечное значение.
Таким образом, модернизируем конструктор нашего класса, чтобы он смог генерировать каждому новому экземпляру случайные значения здоровья и возраста.
Теперь конструктор класса выглядит следующим образом
// конструктор класса (данная функция вызывается
// при создании нового экземпляра класса
public Man(string _name)
{
// получаем имя человека из входного праметра
// конструктора класса
Name = _name;
// экземпляр жив
isLife = true;
// генерируем возраст от 15 до 50
Age = (uint)rnd.Next(15,50);
// и здоровье, от 10 до 100%
Health = (uint)rnd.Next(10, 100);
}
(uint) перед экземпляром класса rnd означает, что значение случайного числа, которое вернет функия Next будет приведено к типу uint (unsigned – т.е. беззнаковое int). Просто функция rnd возвращает значение с типом int, и данное значение не может быть неявно преобразовано, поэтому необходимо сообщить компилятору о пребразовании.
Полсе конструктора класса, добавим объявление нашего экземплюяра класса Random
|
|
|
// экземпляр класса Random
// для генерации случайных чисел
private Random rnd = new Random();
Отстается только модернизировать наши функции, предназначенные для перемещения и разговора.
Сначало рассмотрим функцию разговора.
Начало кода фукции будит таким
// заготоква функции "говорить"
public void Talk()
{
// генерируем случайное число от 1 до 3
int random_talk = rnd. Next(1, 3);
// объявляем переменную, в которой мы будем хранить
// строку
string tmp_str = "";
Как видите здесь мы объявляем переменную random_talk, и сразу при объявлении она получает значение – результат выполнения функции rnd. Next, в диапазоне от 1 до 3.
В зависимости от этого значения, при вызове функции Talk случайным образом будет происходить выбор, что же сейчас скажет наш объект.
Далее мы объявляем переменную, в которой будет храниться значение строки, которую мы сгенерируем.
Генерация строки будет выполняться с помощью оператора выбора switch:
// в зависимости от случ значения random_talk
switch (random_talk)
{
case 1: // если 1 - называем свое имя
{
// генериуем текст сообщения
tmp_str = "Привет, меня зовут " + Name + ", рад познакомиться";
// завершаем оператор выбора
break;
}
case 2: // возраст
{
// генериуем текст сообщения
tmp_str = "Мне " + Age + ". А тебе?";
// завершаем оператор выбора
break;
}
case 3: // говорим о своем здоровье
{
// в зависимости от параметра здоровья
if (Health > 50)
tmp_str = "Да я зводоров как бык!";
else
tmp_str = "Со здоровьем у меня хреново, дожить бы до " + (Age + 10).ToString();
// завершаем оператор выбора
break;
}
}
Как видно из кода, в зависимости от значения переменной random_talk выполняется ветвление кода, и выбирается одна из веток для значения random_talk = 1 (case 1), random_talk = 2 (case 2), или random_talk = 3 (case 3).
Ну, и собственно, завершение функции
// выводим в консоль сгенерированное сообщение
System.Console.WriteLine(tmp_str);
}
Теперь рассмотрим код функции Go.
Здесь все проще: сначала мы определяем жив ли объект, если нет – то мы сгенерируем строку, с сообщением о том, что данный человек умер и не может идти.
Иначе, мы проверим уровень зворовья данного человека, и в зависимсоти от результата сгенерируем строку.
Код данной функции с подробными коментариями вы можите видеть ниже:
|
|
|
// заготовка функции "идти"
public void Go()
{
// если объект жив
if (isLife == true)
{
// если показатель более 40
// считаем объект здоровым
if (Health > 40)
{
// генерируем строку текста
string outString = Name + " мирно прогуливается по городу";
// выводим в консоль
System.Console.WriteLine(outString);
}
else
{
// генерируем строку текста
string outString = Name + " болен и не может гулять по городу";
// выводим в консоль
System.Console.WriteLine(outString);
}
}
else
{
// генерируем строку текста
string outString = Name + " не может идти, он умер";
System.Console.WriteLine(outString);
}
}
Да, на последок добавим функцию, которая убивает нашего человека.
Код ее будет выглядеть следующим образом, вообщем здесь ничего сложного.
public void Kill()
{
// устанавливаем значение isLife (жив)
// в false...
isLife = false;
}
Вот в принципе и все. Если вы набрали весь код верно, то при компиляции (клавиша F5) не должно возникнуть никаких проблем.
Теперь вернемся к коду главного класса (Program)
Нам необходимо сделать так, чтобы консоль ожидала команды пользователя: в зависимости от этих команд будут выполняться различные действия – создания новых экземпляров класса Man (так сказать создание новых людей :-)), и выполнение функций, которые реализованы в классе Man
Для этого мы создадим бесконечный цикл: в нем программа будет запрашивать пользователя ввести строку. Затем строка будет сверяться с заданным набором команд при помощи оператора выбора (switch).
В зависимости от той или иной команды, будут выполняться действия над нашим человеком. Команда exit будет завершать программу. Снчала посмотрим как будет происходить ввод строки и выбор команды.
Первым делом объявим переменную user_command в которой мы будем хранить команду, введенную пользователем, далее мы объявим переменную Infinity. До тех пор пока значение Infinity будит равно true, цикл будет выполняться. Изменеие этой переменной произойдет, только если пользователь введет команду exit
|
|
|
static void Main(string[] args)
{
// переменная, которая будет хранить команду пользователя
string user_command = "";
// бесконечный цикл
bool Infinity = true;
while (Infinity) // пока Infinity равно true
{
// приглашение ввести команду
System.Console.WriteLine("Пожалуйста, введите команду");
// получение строки (команды) от пользователя
user_command = System.Console.ReadLine();
Далее, из кода видно, что мы начинаем наш цикл while
При старте выполнения кода из тела цилка, сначала в консоль выводиться строка, с приглашением ввести команду. Далее мы ожидаем ввода строки пользователем. Введенная строка, после нажатия клавиши enter будет записана в переменную user_command.
Теперь, с помощью операции ветвления, мы создадим обработку стандартных команд: exit и help.
Ветвление default будет выполняться в том случае, если введеная строка не будет соответствовать ни одной введенной команде.
// обработка команды с помощью оператора ветвления
switch (user_command)
{
// если user_command содержит строку exit
case "exit":
{
Infinity = false;
// теперь цикл завершиться, и программа завершит свое выполнение
break;
}
// если user_command содержит строку help
case "help":
{
System.Console.WriteLine("Список команд:");
System.Console.WriteLine("---");
System.Console.WriteLine("create_man: команда создает человека, (экземпляр класса Man)");
System.Console.WriteLine("kill_man: команда убивает человека");
System.Console.WriteLine("talk: команда застравляет человека говорить (если создан экземпляр класса)");
System.Console.WriteLine("go: команда застравляет человека идти (если создан экземпляр класса)");
System.Console.WriteLine("---");
System.Console.WriteLine("---");
break;
}
// если команду определить не удалось
default:
{
System.Console.WriteLine("Ваша команда не определена, пожалуйста повторите снова");
System.Console.WriteLine("Для вывода списка команд введите команду help");
System.Console.WriteLine("Для завершения программы введите команду exit");
break;
}
}
Не забульте закрыть все фигурные скобки (}) после операции ветвления.
Таким образом, теперь, если мы откомпелируем проект (клавиша F5), то мы увидем окно консоли, с приглашение ввести команду.
Рисунок 4.
Теперь нам осталось лишь реализовать обработку команд create_man, kill_man, talk и go.
После строки объявления переменной и перед началом цилка while добавьте объявления экземпляра класса Man.
// пустой (раный null) экземпляр класса Man
Man SomeMan = null;
Теперь рассмотрим код обработки команды crete_man в теле оператора ветвления (switch)
case "create_man":
{
// проверяем, создан ли уже какой либо человек
if (SomeMan!= null)
{
// человек уже существует.
// убиваем его
// (это не обязательная операция синтаксиса языка
// а всего лишь каприз автора кода:), вы можите пропустить эту строку)
|
|
|
SomeMan.Kill();
}
// просим ввести имя человека
System.Console.WriteLine("Пожалуйста, введите имя создаваемого человека ");
// получаем строку введенную пользователем
user_command = System.Console.ReadLine();
// создаем новый объект в памяти, в качесвте параметра
// передаем имя человека
SomeMan = new Man(user_command);
// сообщаем о создании
System.Console.WriteLine("Человек успешно создан ");
break;
}
Как видно из кода, с помощью оператора new, мы создаем новый объект в памяти.
Теперь он имеет имя, ряд параметров и мы можем выполнять другие команды, осуществляющие работу с классом.
case "kill_man":
{
// проверяем, что объект существует в памяти
if (SomeMan!= null)
{
// вызываем фукнцию сметри
SomeMan.Kill();
}
break;
}
Это код фунции смерти.
(!!!) Обратите внимание на то, что перед тем как воспользоваться вызовом какого-либо метода, реализованного в нашем классе, вы должны быть уверены, что объект, через который мы вызываем метод - объвлен в памяти.
Мы делаем это, проверяя, не равен ли наш объект (к примеру SomeMan) null. Если не выполнить такую провеку, а потом в ходе работы программы окажется что, к примеру, SomeMan = null и мы попытаемся вызвать лубой из его методов (кроме конструктора класса – он как раз и создает объект в памяти), то в программе произайдет ошибка и обработка исключения.
Для того чтобы, к примеру, выполнить функцию kill ();, компилятор сначала получает адрес памяти, где сейчас храниться экземпляр нашего класса. SomeMan как раз должен хранить этот адрес, а он будет равен null. Следовательно компилятор посути получит команду “по адресу null определить адресс фунции Kill и выполнить ее”. У него это конечно не получиться.
Собственно, нам остались команды talk и go
Они будут реализованы так же как и команда kill: нам достаточно проверить что объект существует в памяти. Если он существует – выполнить метод. Если нет – сообщить об этом.
case "talk":
{
// проверяем, что объект существует в памяти
if (SomeMan!= null)
{
// вызываем фукнцию разговора
SomeMan.Talk();
}
else // иначе
{
System.Console.WriteLine("Человек не создан. Команда не может быть выполнена");
}
break;
}
case "go":
{
// проверяем, что объект существует в памяти
if (SomeMan!= null)
{
// вызываем фукнцию передвижения
SomeMan.Go();
}
else
{
System.Console.WriteLine("Человек не создан. Команда не может быть выполнена");
}
break;
}
Пример работы откомпелированной программы
Рисунок 5.
ХОД РАБОТЫ
1) В течении двух пар выполнить примеры из теоретического курса;
2) За 20 минут до окончания защитить лабораторную работу, ответить на вопросы преподавателя;
3) К следующему занятию на следующей недели выполнить индивидуальное задание*;
4) Защитить ответив на вопросы по индивидуальному заданию и выполнив мелкие доработки по требованию преподавателя;
5) Оформить отчет и сдать преподавателю.
* - на зеленой неделе, под защиту индивидуального занятие будет отведено одно занятие.
ВАРИАНТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ
Необходимо спроектировать и реализовать класс согласно заданию (с внутренними свойствами, минимум 5-ть (не ограничивайтесь минимум) свойств, в качестве примера 1, 11, 21, 31 индивидуальное задание) и консольную программу с интерфейсом манипулирования списком объектов (добавление, редактирование внутренних полей, удалением и просмотром всех добавленных). Также предусмотреть загрузку\выгрузку из(в) файл. Варианты:
1) Танк (класс, название, калибр пушки, количество человек экипажа, толщина брони и минимум 5 свойств);
2) Корабль;
3) Самолет;
4) Автомобиль;
5) Мотоцикл;
6) Велосипед;
Стационарный телефон
8) Смартфон;
9) Ноутбук;
10) Навигатор;
11) Кошка (порода, кличка, вес, цвет шерсти, любимое лакомство и т.д.);
12) Собака;
13) Хомяк;
14) Попугай;
15) Лошадь;
16) Корова;
17) Свинья;
18) Курица;
19) Гусь;
20) Кролик;
21) Школа (номер, адрес, количество учителей, количество школьников, суммарная площадь и т.д.);
22) Гастроном;
23) Супермаркет;
24) Обувной магазин;
25) Часовая мастерская;
26) Ремонт электротехники;
27) Мебельный;
28) Военная часть;
29) Спортзал;
30) Бассейн;
31) Погода на день (день, температура воздуха днем, температура воздуха ночью, скорость ветра, облачность, осадки и т.д.);
32) Праздник;
33) Соревнование;
34) Игра;
Путешествие.
|
|
|
