CIP - Katalogizacija u publikaciji Nacionalna i sveučilišna knjižnica Zagreb UDK 004.43 C#(035) LIBERTY, Jesse Programiranje C# / Jesse liberty ; prijevod Ana Antić, Marko Grgić. - Zagreb : Dobar Plan, 2005. Prijevod djela: Programming C#, 4th ed. - Kazalo. I5BN 953-95207-1-1 I. C# programski jezik -Priručnik 451124026 L ISBN 953-95207-1-1 3 2 1
J
Sadržaj
Predgovor ........................................................................ ix Dio I 1.
JezikC# ProgramskijezikC#i.NETkostur .......................................... 3 Platforma .NET .NET kostur Prevoñenje i MSIL Jezik C#
2.
Početak:„HelloVVorld" ............................................................. 9 Klase, objekti i tipovi Razvoj programa „Hello World“ Korištenje programa za ispravljanje pogrešaka
3.
9 16 20
Osnove programskog jezika C # ............................................... 23 Tipovi Varijable i konstante Izrazi Bijeli prostor Iskazi Operatori Naredbe za pretprocesor
4.
3 4 6 6
23 28 35 36 37 52 60
Klase i objekti ............................................................... 64 Definiranje klasa Stvaranje objekata Korištenje statičkih članova
65 70 77
Uništavanje objekata Prosljeñivanje parametara Preopterećivanje metoda i konstruktora Učahurivanje podataka sa svojstvima Polja readonly 5.
Nasljeñivanje i polimorfizam ............................................. 99 Specijalizacija i generalizacija Nasljeñivanje Apstraktne klase Korijen svih klasa: Object Pakiranje i raspakiravanje tipova Ugnježñivanje klasa
6.
|
137 145 153 156
Polja, indekseri i kolekcije .................................................... 166 Polja Iskaz foreach Inicijaliz'iranje elemenata polja Indekseri Sučelja kolekcija Ograničenja
Strukture ............................................................................129 Definiranje struktura Stvaranje struktura
8.
99 102 109 113 115 117
Preopterećivanje operatora ................................................120 Korištenje ključne riječi operator Podrška ostalim .NET jezicima Stvaranje korisnih operatora Logički parovi Operator jednakosti Operatori pretvaranja
Obrada izn im k i ........................................................................ 245 Izbacivanje i hvatanje iznimki Objekti Exception Prilagoñene iznimke Ponovno izbacivanje iznimki
12.
246 255 258 261
Delegati i dogañaji ........................................................ 266 Delegati Dogañaji Korištenje anonimnih metoda Dohvat vrijednosti iz višeodredišnih delegata
267 281 294 295
Dio II Programiranje na jeziku C# 13.
Programiranje Windows aplikacija ................................ 305 Izrada jednostavnog Windows Forms obrasca Izrada Windows Forms aplikacija XML komentari za dokumentaciju
14.
306 310 334
PristuppodacimakrozADO.NET ....................................... 337 Relacijske baze podataka i SQL Objektni model ADO.NET-a Početak rada s ADO.NET-om Korištenje OLE DB upravljanih izvora podataka Rad s kontrolama za podatke 15.
337 341 343 346 349
Programiranje ASP.NET aplikacija i Web usluga
Razumijevanje Web Forms obrazaca Izrada Web Forms obrasca Dodavanje kontrola
356 357 361 365
Sadržaj
|
vii
Povezivanje podataka Web usluge SOAP, WSDL i otkrivanje Izrada Web usluge Stvaranje posrednika 16.
Sastavljanje u cjelinu .......................................................... 389 Ukupni dizajn Izrada klijenta Web usluge Prikazivanje rezultata Pretraživanje po kategorijama
Dio III. 17.
Sklopovi i rad s inačicama .................................................415
19.
20.
431 438
Rasporeñivanje i rad na daljinu ...................................... 448
Aplikacijske domene Kontekst Rad na daljinu
449 458 460
Dretve i sinkronizacija .................................................. 471
Dretve Sinkronizacija Stanja natjecanja i zastoji
|
415 415 416 416 417 425 425 428 428
Atributi i refleksija ........................................................... 431 Atributi Refleksija
viii
389 389 399 408
CLRi.NET kostur
PE datoteke Metapodaci Sigurnosna granica Manifesti Sklopovi s više modula Privatni sklopovi Dijeljeni sklopovi Global Assembly Cache Izrada dijeljenog sklopa 18.
367 377 377 378 383
Sadržaj
472 480 489
21.
Tokovi p o d a ta k a ............................................... 491
Datoteke i mape Čitanje i upisivanje podataka Asinkroni ulaz i izlaz Ulaz i izlaz podataka preko mreže Web tokovi Serijalizacija Izolirano spremište 22.
492 502 510 514 533 536 544
.NET i COM programiranje .............................. 548
Uvoženje ActiveX kontrola Uvoženje COM komponenata Izvoženje .NET komponenata P/Invoke Pokazivači
Otprilike svakih deset godina pojavi se nova tehnologija koja promijeni naš stav prema razvoju aplikacija. Početkom 1980-ih pojavio se operacioni sustav Unix koji se mogao pokrenuti na stolnom računalu, a tvrtka AT&T razvila je moćan novi programski jezik C. Početkom 1990-ih pojavio se operativni sustav Windows i jezik C++. Svaka nova tehnologija predstavljala je veliku promjenu u pristupu programiranju. 2000. godine uslijedio je novi val koji je donio .NET i C# , a do kraja 2005. godine donjet će i .NET 2.0. Microsoft se „kladio 1 na .NET. Kada tako velika i utjecajna tvrtka potroši milijarde dolara i promijeni cjelokupnu strukturu poduzeća kako bi podržavala novu platformu, to ne ostaje nezapaženo meñu programerima. .NET će ustvari promijeniti vaš stav prema programiranju. Ukratko, radi se o novoj razvojnoj platformi čija je svrha olakšati objektno orijentiran razvoj za Internet. Programski jezik koji je izabran za ovu platformu je C# , smišljen na temelju ranijeg iskustva sa jezicima C (odlične performanse), C++ (objektno orijentirana struktura), Java™ (sakupljanje otpada, visoka razina sigurnosti) i Visual Basic (brz razvoj), s namjerom stvaranja novog jezika koji će u potpunosti odgovarati višeslojnim Web aplikacijama temeljenim na komponentama. C# 2.0, jezik odabran za .NET 2005, sadrži ažurirane alate i novi snažni razvojni okoliš. On predstavlja najveće dostignuće Microsoftovog ulaganja u istraživanje i razvoj. Jednostavno je sjajan.
0 knjizi Ova knjiga je priručnik za C# i pisanje .NET aplikacija s pomoću jezika C# . Ako ste programer koji se dobro služi jezikom C# 1.1 i samo želite saznati koje su nove značajke jezika C# 2 .2 , odložite ovu knjigu i kupite Visual C# 2005: A Developer’s Notebook (u izdanju 0 ’Reilly Media, Ine.). Ako, s druge strane, želite poboljšati svoje vještine programiranja ili se dobro služite drugim programskim jezicima kakvi su C++ ili Java, čak i ako se nikad niste upoznali s drugim programskim jezikom, ovo je prava knjiga za vas.
xi
Što vam treba za korištenje ove knjige Od beta izdanja programa Visual Studio Whidbey (2005) pristup radovima tvrtke Microsoft mnogo je jednostavniji. Dostupno vam je nekoliko mogućnosti: baš kao što Visual Studio ima mnogo inačica, tako su i demo inačice .NET-a 2 .0 i Visual Studija 2005 dostupne u različitim oblicima:
Preuzimanje SDK Beta SDK, zajedno s prevoditeljima za pokretanje u naredbenom redu, dokumentacijom i drugim alatima, može se besplatno preuzeti na adresi http://msdn.micmsoft.com/netframework/downloads/updates/default.aspx. Datoteka za preuzimanje nije velika, ali bit će vam potreban vlastiti program za ureñivanje koda (možete koristiti bilo koji, od Notepada do SharpDevelopera). Express izdanja Microsoft je izdao i ogoljene inačice platforme Visual Studio koje su male pa ih lako možete preuzeti s Internetra i pokrenuti. Express inačice možete preuzeti na adresi http://lab.msdn.microsoft.com/vs2005. Za većinu primjera iz ove knjige koristite Visual C # Express. Za neke primjere bit će vam potreban Visual Web Developer Express, a za neke ADO.NET primjere morat ćete instalirati SQL Server Express ili MSDE (Microsoft Data Engine).
Beta i Community Tech Preview Pune inačice platforme Visual Studio 2005 dostupne su za preuzimanje u dva formata: Community Technology Preview (CTP) koji djeluje pomalo nedovršeno te potpuno beta izdanje. U vrijeme pisanja ove knjige, CTP formati bili su dostupni MSDN pretplatnicima na Visual Studio Professional, Standard i Team Systems. Beta 1 inačica Visual Studija Professional takoñer je dostupna MSDN pretplatnicima, a ostali plaćaju samo troškove poštarine. Više informacija potražite na
http://lab.msdn.microsoft.com/vs2005lgetldefault.aspx. Mono Projekt Mono je razvojna platforma otvorenog izvornog koda koja se temelji na .NET-u. Sponzorira ju tvrtka Novell, a može se koristiti na operativnim sustavima Linux, Mac OS X i drugima. Iako je trenutna inačica namijenjena za .NET 1.1, možete ju instalirati s podrškom za neke .NET 2 .0 značajke. Više informacija potražite na http://www.mono-project.com/about/index.html. Četvrto izdanje Programiranja C# možete koristiti za sve navedene okoliše. Slike zaslona mogu se, meñutim, razlikovati jer je svaki od ovih okoliša u drugoj inačici.
Kako je knjiga organizirana Prvi dio knjige bavi se pojedinostima jezika, u drugom dijelu možete naučiti kako se pišu .NET programi, a u trećem je dijelu opisan način korištenja C# .NET Common Language Runtimea i Framevvork Class Libraryja.
xii
|
Predgovor
Dio I, Jezik C# Poglavlje 1, Programski jezik C# i.NET kostur predstavlja uvod ujezik C# i platformu .NET. Poglavlje 2, Početak: „Hello World“ opisuje jednostavan program kao uvod u sljedeća poglavlja te vam predstavlja Visual Studio IDE i razne koncepte jezika C# . U Poglavlju 3, Osnove programskog jezika C# , opisane su osnove jezika, od ugrañenih tipova podataka do ključnih riječi. Klase definiraju nove tipove i programeru omogućuju proširivanje jezika kako bi bolje mogao oblikovati problem koji pokušava riješiti. U Poglavlju 4, Klase i objekti, opisane su komponente koje čine bit jezika C# . Klase mogu biti kompleksna predočenja i apstrakcije pojava iz stvarnog svijeta. Poglavlje 5, Nasljeñivanje i polimorfizam, bavi se odnosima izmeñu klasa. U Poglavlju 6, Preopterećivanje operatora, možete naučiti kako svojim korisnički definiranim tipovima možete dodati operatore. Poglavlja 7 i 8 su uvod u Strukture i Sučelja, kategorije srodne klasama. Strukture su jednostavni objekti koji su nešto ograničeniji od klasa, a manje su zahtjevni za operativni sustav i memoriju. Sučelja su poput ugovora - opisuju kako će klasa funkcionirati tako da drugi programeri mogu koristiti vaše objekte na dobro definiran način. Objektno orijentirani programi mogu stvoriti veliki broj različitih objekata. Često ih je prikladno grupirati i s njima zajednički raditi, a C# pruža opsežnu podršku za kolekcije. U Poglavlju 9, Polja, indekseri i kolekcije, opisane su klase kolekcija koje pruža Framevvork Class Library, nove generičke kolekcije i način na koji programeri mogu stvarati vlastite tipove kolekcija s pomoću generika. Poglavlje 10, Nizovi i regularni izrazi, opisuje način upotrebe jezika C# za rad s tekstualnim nizovima i regularnim izrazima. Većina Windows i Web programa komunicira s korisnikom, a nizovi imaju ključnu ulogu u korisničkom sučelju. U Poglavlju 11, Obrada iznimki, objašnjeni su postupci obrade iznimki koji pružaju objektno orijentiran mehanizam za rješavanje mogućih „hitnih slučajeva". I Windows i Web aplikacije reagiraju na dogañaje. U jeziku C# dogañaji su važni članovi jezika. Poglavlje 12, Delegati i dogañaji posvećeno je načinu obrade dogañaja i korištenju delegata (objektno orijentiranih mehanizama povratnih poziva koji su sigurni za tip) kao podrške za obradu dogañaja.
Dio II, Programiranje na jeziku C# Drugi se dio bavi pisanjem .NET programa: samostalnih aplikacija s Windows Forms i Web aplikacija s Web Forms. Uz to, u drugom je dijelu opisan s bazama podataka i način stvaranja Web usluga.
Predgovor
rad
|
xiii
Na vrhu .NET infrastrukture nalazi se apstrakcija operativnog sustava čija je svrha da olakša razvoj objektno orijentiranog softvera. U ovaj gornji sloj pripadaju i ASP. NET i Windows Forms. ASP.NET uključuje Web Forms za brzi razvoj Web aplikacija i Web usluge za izradu Web objekata bez korisničkog sučelja. Web usluga je distribuirana aplikacija koja pruža funkcionalnost preko standardnih Web protokola, najčešće XML-a i HTTP-a. C# pruža model brzog razvoja aplikacija koji je dosad postojao samo u jeziku Visual Basic. Poglavlje 13, Programiranje Windows aplikacija, opisuje način korištenja RAD modela za stvaranje Windows programa profesionalne kvalitete s pomoću razvojnog okoliša Windows Forms. Bez obzira jesu li namijenjene za Web ili klasični operacioni sustav, većina aplikacija se temelji na obradi velike količine podataka. Poglavlje 14, Pristup podacima kroz ADO. NET, objašnjava ADO.NET sloj u .NET kosturu i način interakcije s Microsoft SQL poslužiteljem i ostalim izvorima podataka. Predmet poglavlja 15, Programiranje ASP.NET aplikacija i Web usluga, su dva dijela ASP.NET tehnologije: Web Forms i Web Services. U Poglavlju 16, Sastavljanje u cjelinu, kombinira se velik broj vještina obrañenih u drugom dijelu kako biste naučili razvijati skup integriranih aplikacija.
Dio III,CLRi.NETkostur Izvedbeni okoliš je sredina u kojoj se izvode programi. Common Language Runtime (CLR) je srž platforme .NET. On sadrži sustav tipizacije podataka koji se primjenjuje na cijeloj platformi i koji je zajednički svim jezicima koje.NET podržava. CLR je odgovoran za postupke poput upravljanja memorijom i brojanja referenci objekata. Druga ključna značajka .NET CLR-a je sakupljanje otpada. Za razliku od tradicionalnog C/C++ programiranja, u jeziku C# programer nije odgovoran za uništavanje objekata. Beskrajni sati provedeni u traženju objekata koji se više ne koriste sada su stvar prošlosti. Kada se objekti više ne koriste, CLR će za vama obaviti čišćenje. Metoda sakupljanja otpada u CLR-u provjerava ima li u gomili objekata bez referenci i oslobaña memoriju koju ti objekti zauzimaju. Platforma .NET i biblioteka klasa proširuju se prema višim razinama sve do platforme srednje razine na kojoj se nalazi infrastruktura klasa za podršku, zajedno s tipovima za komunikciju izmeñu procesa, XM L, rad s dretvama, ulaz i izlaz podataka, zaštitu, dijagnostiku itd. Srednji sloj sadrži i komponente za pristup podacima koje se skupno nazivaju ADO.NET. U trećem dijelu ove knjige obrañen je odnos izmeñu jezika C# , CLR-a i biblioteke klasa kostura.
xiv
|
Predgovor
U Poglavlju 17, Sklopovi i rad s inačicama, opisane su razlike izmeñu privatnih i javnih sklopova te način stvaranja i rada sa sklopovima. Na platformi .NET sklop je skup datoteka koji korisniku izgleda kao jedinstvena DLL ili izvedbena datoteka. Sklop je osnovna jedinica za ponovnu upotrebu, rad s inačicama, zaštitu i primjenu. .NET sklopovi sadrže iscrpne metapodatke o klasama, metodama, svojstvima, dogañajima i ostalim elementima. Oni se prevode u program i automatski dohvaćaju kroz refleksiju. U Poglavlju 18, Atributi i refleksija, objašnjeno je dodavanje metapodataka u kod, stvaranje prilagoñenih atributa i pristup metapodacima s pomoću refleksije. U ovom poglavlju možete pronaći i informacije o dinamičkom pozivanju pri kojem se metode pozivaju sa kasnim povezivanjem. .NET kostur projektiran je kako bi pružio podršku distribuiranim aplikacijama i aplikacijama temeljenim na Webu. Komponente napisane na jeziku C# mogu se nalaziti unutar drugih procesa na istom stroju ili na drugim umreženim strojevima ili na Internetu. Rasporeñivanje je tehnika interakcije s objektima koji su u biti negdje drugdje, a rad na daljinu predstavlja tehniku komunikacije s takvim objektima. Te tehnike objašnjene su u Poglavlju 19, Rasporeñivanje i rad na daljinu. FCL pruža opsežnu podršku za asinkroni ulaz i izlaz podataka i druge klase koje eksplicitnu manipulaciju dretvama čine nepotrebnom. C# , meñutim, pruža podršku za dretve i sinkronizaciju, o čemu govori poglavlje 20. U poglavlju 21 objašnjeni su Tokovi podataka, mehanizam koji ne služi samo za interakciju s korisnikom, već i za uzimanje podataka s Interneta. Ovo poglavlje sadrži i potpuni pregled C# podrške za serijalizaciju - mogućnost zapisivanja objekata na disk i njihovog ponovnog čitanja. Poglavlje 22, .NET i COM programiranje, bavi se interoperabilnošću, mogućnošću interakcije sa COM komponentama koje su stvorene izvan upravljanog okoliša .NET kostura. Moguće je pozivanje komponenata iz C# aplikacija u COM i pozivanje COM komponenata u C# . Ti su postupci objašnjeni u poglavlju 22. Na kraju knjige nalazi se dodatak A s ključnim riječima jezika C# .
Kome je knjiga namijenjena Četvrto izdanje knjige Programiranje C# napisano je za programere koji žele razvijati aplikacije za platformu .NET. Mnogi od vas vjerojatno već imaju iskustva u programiranju s jezicima C++, Java ili Visual Basic (VB). Drugi čitatelji možda imaju iskustva s drugim programerskim jezicima, dok neki možda uopće nemaju programerskog iskustva, ali su radili s HTML-om i ostalim Web tehnologijama. Ova knjiga namijenjena je svima vama, no možda će vam biti nešto teža za razumijevanje ako nemate nikakvog iskustva u programiranju.
Predgovor
|
xv
Ako ste prethodno radili s jezicima C, C++, VB 6 ili Java, u sljedećim odjeljcima možete pronaći usporedbu osnovnih svojstava tih jezika s jezikom C# . U cijeloj knjizi postoje napomene posebno napisane za vas.
C# 2.0 u usporedbi sa C# 1.1 U jeziku C# , razvojnom okolišu i .NET kosturu mnogo toga se promijenilo od inačice 1.1. Sve su učinjene kako bi se smanjila količina koda koji morate napisati te kako biste se lakši fokusirali na izradu robusnih aplikacija. Ova knjiga obuhvaća i te promjene, no ona nije napisana kao vodič za programera koji se bavi jezikom C# 1.1 i samo želi saznati više o promjenama koje su uvedene u inačici 2.0. Usprkos tome. takve promjene nastojat ću posebno istaknuti u daljnjem tekstu.
C# u usporedbi s Visual Baskom .NET Osnovna premisa .NET kostura je da su svi jezici jednaki. No, sukladno riječima Georgea Orvvella, neki jezici sujednakiji od drugih. C# je izvrstan jezik za .NET razvoj. Primijetit ćete kako je riječ o svestranom, robusnom i dobro projektiranom jeziku. C# je i jezik koji se trenutno najviše koristi u člancima i vodičima za .NET programiranje. Moguće je da će velik broj VB 6 programera radije izabrati svladavanje jezika C# nego nadogradnju svog znanja naVB.N ET. Prijelaz s VB 6 na VB.NET je vjerojatno jednako težak kao i prijelaz s VB6 na C# , a treba uzeti u obzir i činjenicu da programeri koji rade u jeziku C# , koliko god to bilo nepravedno, imaju veće mogućnosti zarade od VB programera. VB programeri nikad zapravo nisu dobili pažnju i naknadu koju zaslužuju, a C# im pruža jedinstvenu mogućnost za potencijalno unosan prijelaz. U svakom slučaju, ako imate iskustva s VB jezikom, odabrali ste pravu knjigu jer ovdje možete pronaći upute koje će vam olakšati prijelaz s jednog jezika na drugi.
C# u usporedbi s Javom Java programeri će na C# vjerojatno gledati s mješavinom osjećaja strepnje, veselja i ogorčenosti. Postoji mišljenje da je C# „kopija" jezika Java. Ne bih htio komentirati vjerski rat izmeñu Microsofta i onih koji mu nisu naklonjeni. Jedino ću napomenuti kako je jezik C# mnogo toga naučio od jezika Java, ali je i Java mnogo toga naučila od C++, koji je svoju sintaksu preuzeo od jezika C, a C je izgrañen po uzoru na starije programske jezike. Svi mi stojimo na ramenima divova. C# Java programerima nudi jednostavan prijelaz: sintaksa je vrlo slična, a semantika je poznata i jednostavna. Java programeri će se za učinkovito korištenje jezika C# vjerojatno morati usredotočiti na razlike izmeñu ta dva jezika. U knjizi sam te razlike pokušao dodatno istaknuti (pogledajte napomene za Java programere u poglavljima).
xvi
|
Predgovor
C# u usporedbi sjezikom C ++ Programiranje na jezicima C i C++ za platformu .NET je moguće, no nije jednostavno niti prirodno. Iskreno, deset sam godina radio kao C++ programer, napisao sam desetak knjiga o njemu i radije bih otišao zubaru nego radio s upravljanim C++. Možda se radi samo o tome da je C# mnogo jednostavniji. U svakom slučaju, nakon što sam počeo koristiti C# , više se nisam osvrtao. Meñutim, budite pažljivi: postoji mnogo malih zamki koje sam nastojao vidljivo označiti.
Pravila označavanja korištena u ovoj knjizi U knjizi se koriste sljedeće tipografske konvencije:
Kurziv se koristi za: • Putanje te nazive datoteka i programa • Internet adrese, kao što su nazivi domena i URL adrese • Nove termine na mjestima na kojima su definirani Pismo iste širine se koristi za:
• Redove naredbi i opcije koje treba unijeti doslovno • Nazive i ključne riječi u primjerima programa, uključujući nazive metoda, varijabli i klasa Pismo is t e širine u kurzivu se koristi za: • Zamjenjive elemente, poput varijabli ili neobaveznih elemenata, unutar redova sintakse ili koda Podebljano pismo iste širine se koristi za: • Isticanje unutar programskog koda Posebnu pažnju obratite na napomene koje su od teksta odvojene ovim sličicama: Ovo je savjet. On sadrži korisne dodatne informacije o odreñenoj temi.
Ovo je upozorenje. Ono vam pomaže u rješavanju i izbjegavanju problema.
Predgovor
|
xvii
Podrška Kao autor, pruža m stalnu podršku za svoje knjige na Web stranici čija je adresa:
http://www.LibertyAssociates.com Na toj stranici možete preuzeti i izvorni kod za sve primjere iz knjige Programiranje C#. Tamo ćete moći pristupiti forumu o knjizi s posebnim dijelom za pitanja u vezi s jezikom C#. Prije postavlja nja pitanja pročitajte FAQ i datoteke s ispravka ma. Ako i na kon što pročitate te dokumente još uvijek imate pitanje, postavite ga na forumu. Najučinkovitiji način za dobiva nje pomoći je postavlja nje vrlo preciznog pitanja ili čak pisa nje kratkog progra ma koji ilustrira područje koje vas zanima ili zabrinjava. Korisno je iprovjeriti različite diskusijske grupe i forume na Internetu. Microsof t nudi širok raspon diskusijskih grupa, a DevelopMentor (http://discuss.develo p.com) održava iznimno korisan e-mail foru m.
Zahvale Prije nego što nastavim, moram se posebno zahvaliti lanu Griffithsu koji je temeljito recenzirao tekst i dao stručne savjete. Ubraja se u skupinu ugodnijih i pametnijih ljudi s kojima surađujem. Ovo je četvrto izdanje knjige i previše mi je prijatelja i čitatelja pomoglo unaprijediti ju da bi ih mogao sve nabrojati. Ali, posebno mora m spomenuti sljedeće osobe: Donald Xie, Dan Hurwitz, Seth Weiss, Sue Lynch, Cliff Gerald, Tom Petr, Jim Culbert, Mike Woodring, Eric Gu nnerson, Rob Howard, Piet Obermeyer, Jonathan Hawkins, Peter Drayton, Braci Merrill, Ben Albaha ri, Susan Warren, Bram Bischof i Kent Quirk. John Osborn omogućio mi je suradnju s izdavačkom kućom O'Reilly, za što ću mu uvijek biti zahvalan. Valerie Quercia, Claire Cloutier i Tatiana Diaz napravile su velik posao na prethodnim inačica ma, a nadogradnju na C# 2.0 predvodio je Brian Jepson. Rob Romano je izradio brojne nove ilustracije i poboljšao stare. Tim O'Reilly je pružio podršku i resurse i za to sam mu zahvalan. Javili su mi se m nogi čitatelji i obavijestili nas o pravopisnim i manjim pogreškama u prva tri izda nja. Vrlo smo im zahvalni, a posebno bi htio spomenuti sljedeće čitatelje: Peter Adams, Sol Bick, Brian Cassel, Steve Charbonneau, Ronal Chu, John Corner, Duane Corpe, Kevin Coupland, Randy Eastwood, Glen Fischer, Larry Fix, Andy Gaskall, Dave Fowler, Vojimir Golem, David Kindred, Steve Kirk, Bob Kilne, Theron LaBounty, Arnn Landy, Jeremy Lin, Chris Linton, Mark Melhado, Harry Martyrossian, Jason Mauss, Stephen Nelson, Harold Norris, Tim Noll, Mark Phillips, Marcus Rahilly, Paul Reed, Christian Rodriguez, David Solum, Paul Schwartzburg, Erwing Steininger, Fred Talmadge, Steve Thompson, Greg Torrance, Ted Volk, John Watson, Walt White i Seen Sai Yang.
xviii
I
Programiranje .NET komponenata
Naporno smo radili kako bi u četvrtom izdanju ispravili sve takve pogreške. Pomno smo pregledali knjigu kako bi se uvjerili da se nisu pojavile nove pogreške i da se sav kod prevodi i ispravno pokreće u Visual Studiju 2005. Ako pronañete kakvu pogrešku, provjerite datoteke s popisanim pogreškama na Web stranici (http://www.LibertyAssociates.com) i ako ste otkrili novu pogrešku slobodno pošaljite poruku na adresu
jliberty@ libertyassociates.com.
Predgovor
|
xix
POGLAVLJE 1
Programski jezik C# i .NET kostur
C# 2 .0 ima ulogu jezika za .NET razvoj koji će biti jednostavan, siguran, moderan, objektno orijentiran, usmjeren na Internet i visokih performansi. C# sada je potpun jezik i na njega su primijenjena iskustva iz tri protekla desetljeća. Kao što u djeci možete vidjeti osobine njihovih roditelja, baka i djedova, u jeziku C# lako možete zapaziti utjecaj jezika Java, C++, Visual Basic (VB) i drugih ali i lekcije naučene od prve pojave jezika C# . Glavni predmet ove knjige je jezik C# i njegova upotreba kao alata za programiranje na platformi .NET, posebno u razvojnom okolišu Visual Studio.NET 2005 (potpuna ili Express Edition inačica). Mnogi programi u ovoj knjizi pisani su kao konzolne aplikacije (a ne kao Windows ili Web aplikacije) kako bi se lakše usredotočili na značajke jezika bez nepotrebnih pojedinosti o korisničkom sučelju. Ako koristite Mono ili neku drugu inačicu jezika C # koju nije proizvela tvrtka Microsoft, vjerojatno ćete uvidjeti kako svi programi iz ove knjige ispravno funkcioniraju, iako su testirani samo na odobrenoj Microsoft inačici.
Ovo je poglavlje uvod u jezik C# i platformu .NET, uključujući .NET kostur.
Platforma .NET Kada je u srpnju 2000 . Microsoft najavio C# , njegova premijera bila je dio mnogo većeg dogañaja: najave platforme .NET. C# 2.0 predstavlja zrelu fazu jezika i podudara se s izdanjem nove generacije alata za .NET. Platforma .NET je razvojni kostur koji daje novi API za usluge i API-je starijih inačica operativnog sustava Windows, a istovremeno kombinira brojne različite tehnologije koje je Microsoft razvio tijekom kasnih 1990-ih. To uključuje komponentne usluge
3
COM+, posvećenost XML-u i objektno orijentiranom dizajnu, podršku za nove protokole Web usluga kao što su SOAP, WSDL i UDDI te fokusiranje na Internet, a sve to integrirano unutar arhitekture Distributed interNet Applications (DNA). Microsoft je ogromne resurse posvetio razvoju platforme .NET i njoj srodnih tehnologija. Dosadašnji rezultati tog rada uistinu su impresivni. Ako ništa drugo, .NET je ogromnog raspona. Platforma se sastoji od tri grupe proizvoda: • Skupa jezika, koji uključuje C# i VB, skupa razvojnih alata u kojem se nalazi i Visual Studio .NET, iscrpna biblioteka klasa za izradu Web usluga te Web i Windows aplikacija, kao i Common Language Runtime (CLR) za izvoñenje objekata izrañenih unutar ovog kostura. • Dvije generacije poslužitelja .NET Enterprise: već objavljenih poslužitelja i onih koji trebaju biti objavljeni u sljedeće dvije ili tri godine • Novih ureñaja koji nisu kućna računala, a podržavaju .NET
.NET kostur Microsoft .NET podržava ne samo neovisnost jezika, već i integraciju jezika. To znači da možete nasljeñivati iz klasa, hvatati iznimke i iskoristiti prednosti polimorfizma u različitim jezicima. .NET kostur vam to omogućava kroz specifikaciju Common Type System (CTS) koju sve .NET komponente moraju poštivati. Na primjer, u .NET-u je sve objekt odreñene klase koja izvodi iz korijenske klase System.Object. CTS podržava opći koncept klasa, sučelja i delegata (koji podržavaju povratne pozive). Uz to, .NET sadrži i Common Language Specification koja pruža niz osnovnih pravila potrebnih za integraciju jezika. CLS postavlja minimalne zahtjeve koje jezik mora ispunjavati da bi bio.NET jezik. Prevoditelji koji su u skladu s CLS-om stvaraju objekte koji mogu meñusobno djelovati. Frameivork Class Library (FCL) može u potpunosti koristiti bilo koji jezik koji je u skladu s CLS-om. .NET kostur se nalazi iznad operativnog sustava, a to može biti bilo koja inačica Windowsa‘ i sastoji se od različitih komponenata koje trenutno uključuju: • Pet službenih jezika: C# , VB, Visual C++, Visual J# i JScript.N ET • CLR, objektno orijentiranu platformu za Windows i Web razvoj zajedničku svim navedenim jezicima • Različite povezane biblioteke klasa koje se zajednički nazivaju Framework Class Library Na slici 1-1 prikazane su komponente .NET kostura.
Zbog arhitekture CLR-a, operacioni sustav može biti bilo koja inačica operacionog sustava Unix ili neki skroz drugi operacioni sustav.
4
|
Programiranje C#
.NET kostur
WebServices
Web Forms
l^^findovi^^onns
Podatkovne i XML klase (AD0.NET, SQl, XSLJ, XPnth,XML, itd .)
Osnovne klase kostura (Ulaz/izlaz, nizovi, mreže, sigurnost, dretve, tekst, refleksija, kolekcije, itd.)
Common Language Runtime (pronalaženje pogrešaka, iznimke, provjera tipova, JITprevoditelji)
Windows
Slika 1-1. Arhitektura .NET kostura
Najvažnija komponenta u .NET kosturu je CLR koja pruža okruženje za izvoñenje programa. CLR sadrži virtualni stroj koji je u mnogo čemu sličan Java virtualnom stroju. Na višoj razini CLR aktivira objekte, na njima izvodi sigurnosne provjere, pohranjuje ih u memoriju, izvodi ih i odlaže u otpad (Common Type System takoñer je dio CLR-a). Na slici 1-1 sloj iznad CLR-a je skup klasa kostura, iza kojeg slijedi dodatni sloj podatkovnih i X M L klasa, zatim još jedan sloj klasa namijenjenih Web uslugama te Web i Windows obrascima. Ove klase zajednički čine FCL, jednu od najvećih biblioteka klasa u povijesti koja pruža objektno orijentiran API za sve funkcionalnosti učahurene u platformi .NET. Sa preko 4000 klasa, FCL omogućava brzi razvoj stolnih aplikacija, klijent/poslužitelj aplikacija te drugih Web usluga i apliakcija. Skup osnovnih klasa, odnosno najniža razina FCL-a, sličan je skupu klasa u jeziku Java. Te klase podržavaju ulaz i izlaz, rad s nizovima, upravljanje sustavom zaštite, mrežnu komunikaciju, upravljanje dretvama, rad s tekstom, refleksiju, kolekcije itd. Iznad te razine nalazi se sloj klasa koje proširuju osnovne klase tako da podržavaju rad s podacima i XML-om. Podatkovne klase podržavaju rad s podacima koji se čuvaju u bazama podataka. Te klase uključuju Structured Query Language (SQL) klase koje omogućavaju rad s podacima kroz standardno SQL sučelje. .NET kostur podržava i brojne druge klase koje omogućavaju rad s X M L podacima te njihovo pretraživanja i prevoñenje. Kao proširenje osnovnih klasa kostura te podatkovnih i XML klasa, postoji i sloj klasa koje su namijenjene izradi aplikacija s pomoću tri različite tehnologije: Web Services, Web Forms i Windows Forms. Web Services uključuju velik broj klasa koje podržavaju razvoj jednostavnih distribuiranih komponenata koje će raditi čak i uz upotrebu vatrozida i NAT poslužitelja. Budući da Web Services kao temeljne komunikacijske
Poglavlje 1: Programski jezikC# i.NET kostur
|
5
protokole koriste HTTP i SOAP, ove komponente u kiberprostoru podržavaju metodu Plug and Play. Web Forms i Windows Forms omogućavaju primjenu tehnika za brzi razvoj aplikacija za izradu Web i Windows aplikacija. Jednostavno povucite i ispustite kontrole na obrazac, dvaput pritisnite kontrolu i upišite kod koji će odgovoriti na dogañaj. Iscrpniji opis .NET kostura potražite u knjizi .NET Erameu/ork Essentials u izdanju0 ’Reilly Media.
Prevoñenje i MSI L Na platformi .NET programi se ne prevode u izvedbene datoteke, oni se prevode u sklopove koji sadrže Microsoft Intermediate Language (MSIL) upute koje CLR zatim pretvara u strojni kod i izvodi. MSIL (često se koristi samo kratica IL) datoteke koje proizvodi C# gotovo su identične IL datotekama koje proizvode ostali jezici podržani u .NET platformi. Ključna osobina CLR-a je da je on zajednički: isti izvedbeni okoliš podržava razvoj na jezicima C# i VB.NET. C# kod se prevodi u IL prilikom izrade projekta. IL se sprema u datoteku na disku. Kada pokrenete program, IL se ponovno prevodi s prevoditeljem Just In Time (JIT). Rezultat je strojni kod koji procesor može izvesti. Standardni se JIT prevoditelj pokreće na zahtjev. Kada se metoda pozove, JIT prevoditelj analizira IL i proizvodi iznimno učinkovit strojni kod koji se vrlo brzo izvodi. Dok se program izvodi prevoñenje se provodi samo po potrebi, a jednom preveden kod se sprema u privremenu memoriju da bi se mogao ponovno upotrijebiti. .NET aplikacije sa svakim novim pokretanjem postaju sve brže jer se koristi već prevedeni kod. CLS znači da svi .NET jezici proizvode sličan IL kod. To omogućava da se objektima stvorenim u jednom jeziku može pristupiti i iz drugog jezika. Stoga je moguće osnovnu klasu stvoriti u jeziku VB.NET, a iz nje izvoditi u C# .
Jezik C# Jezik C# je iznenañujuće jednostavan. Sadrži oko 80 ključnih riječi i desetak ugrañenih tipova, ali je vrlo izražajan kada je riječ o implementaciji modernih programerskih koncepata. C # pruža svu podršku potrebnu za strukturirano, objektno orijentirano programiranje temeljeno na komponentama kakvo biste i očekivali od modernog jezika sagrañenog na temeljima jezika C++ i Java. U inačici 2 .0 dodani su mu i mnogi važni elementi koji su ranije nedostajali, poput generika i anonimnih metoda. C++ programeri obratite pažnju: generici u C # su ekvivalent predlošcima. Iako su C # generici nešto jednostavniji i učinkovitiji od C++ predložaka. Oni smanjuju količinu koda ponovnom upotrebom zajedničkog koda tijekom izvoñenja, ali je njihova fleksibilnost nešto manja od fleksibilnosti C++ predložaka.
6
|
Programiranje C#
Jezik C# razvio je mali tim koji predvode dva istaknuta Microsoftova inženjera, Anders Hejlsberg i Scott Wiltamuth. Hejlsberg je poznat i kao autor jezika Turbo Pascal koji je bio popularan na kućnim računalima te kao voña tima koji je razvio Borland Delphi, jedan od prvih uspješnih integriranih razvojnih okoliša za klijent/ poslužitelj programiranje. U središtu svakog objektno orijentiranog jezika je njegova podrška za definiranje klasa i rad s klasama. Klase definiraju nove tipove, što omogućava proširivanje jezika kako biste bolje modelirali problem koji pokušavate riješiti. C# sadrži ključne riječi za deklariranje novih klasa, njihovih metoda i svojstava te za implementaciju učahurivanja, nasljeñivanja i polimorfizma - tri stupa objektno orijentiranog programiranja. U C# , sve što je potrebno za deklariranje klase nalazi se u samoj deklaraciji. Definicije C# klasa ne zahtijevaju posebne datoteke zaglavlja niti IDL (Interface definition Language) datoteke. Štoviše, C # podržava novi XML stil dokumentiranja koji pojednostavljuje izradu dokumentacije. C# podržava i sučelja, koja su poput ugovora s klasom o pružanju usluga koje sučelje zahtijeva. U C# klasa može nasljeñivati samo iz jedne roditeljske klase, ali može implementirati više sučelja. Kada implementira sučelje, C# klasa ustvari obećava pružiti funkcionalnosti koje sučelje zahtijeva. C# pruža i podršku za strukture (engl. structs), koncept čije se značenje značajno promijenilo u odnosu na C++. U C# struktura je ograničen, jednostavan tip koji prilikom instanciranja manje opterećuje operacioni sustav i memoriju od obične klase. Struktura ne može nasljeñivati iz klase niti se iz nje može nasljeñivati, ali struktura može implementirati sučelje. C# pruža potpunu podršku za delegate (engl. delegate) kako bi se omogućilo neizravno pozivanje metoda. U drugim jezicima, poput C++, možete pronaći sličnu funkcionalnost (npr. u pokazivačima na metode članice), ali delegati su referentni tipovi koji učahuravaju metode s posebnim potpisima i povratnim tipovima. C# nudi komponentno orijentirane značajke, poput svojstava, dogañaja i deklarativnih konstrukcija (kao što su atributi). Komponentno orijentirano programiranje podržava spremište metapodataka u kojem se nalazi kod za klasu. Metapodaci opisuju klasu, zajedno s njenim metodama i svojstvima, kao i njene sigurnosne potrebe i druge atribute, poput mogućnosti serijalizacije. Prevedena klasa je, dakle, samostojna jedinica. Stoga, okruženju koje zna pročitati metapodatke i kod klase nisu potrebne druge informacije za korištenje klase. Ako se koristi C# i CLR, klasi se mogu dodati prilagoñeni metapodaci stvaranjem prilagoñenih atributa. Isto tako, metapodaci klase se mogu pročitati s pomoću CLR tipova koji podržavaju refleksiju. Prevoñenjem koda zapravo stvarate sklop (engl. assembly). Sklop je kolekcija datoteka koju programer vidi kao jednu dinamički povezanu biblioteka (DLL) ili izvršnu datoteku (EXE). Na .NET platformi sklop je osnovna jedinica za ponovnu upotrebu, praćenje inačica, zaštitu i razmještaj.
Poglavlje 1: Programski jezike# i.NET kostur
| 7
Naposljetku treba napomenuti kako C# daje podršku i za: • Izravan pristup memoriji s pomoću pokazivača u stilu jezika C++ • Ključne riječi za odvajanje takvih operacija kao opasnih • Upozoravanje CLR sakupljača otpada da ne sakuplja objekte na koje pokazuju pokazivači dok se ne oslobode
8
|
Programiranje C#
POGLAVLJE 2
Početak: „Hello World"
Knjige o programiranju se tradicionalno započinju programom „Hello WorId‘‘. U ovom poglavlju napisat ćemo, prevesti i pokrenuti jednostavan program „Hello World“ napisan u jeziku C# . Analiza ovog kratkog programa pokazat će najvažnije značajke jezika C# . U primjeru 2-1 pokazani su osnovni elementi vrlo jednostavnog C # programa.
Primjer 2-1. Jednostavan program „Hello World“ ujeziku C# class Hello
{ static void Main()
{ // Koristi objekt konzole sustava System.Console.WriteLine("Hello World");
}
}
Prevoñenjem i pokretanjem ovog koda u konzoli će se ispisati riječi „Hello W orld“. Prije hego što ga prevedemo i pokrenemo, pogledajmo pažljivije ovaj jednostavan program.
Klase, objekti i tipovi Bit objektno orijentiranog programiranje je stvaranje novih tipova. Tip (engl. type) predstavlja neku stvar. Ponekad je ta stvar apstraktna, poput tablice podataka ili dretve, a ponekad je nešto opipljivija, poput gumba u prozoru. Tip definira opća svojstva i ponašanje stvari. Ako program u prozoru koristi tri instance tipa gumba - na primjer, gumbe OK, Cancel i Help - svaki gumb može imati svoju veličinu. Slično tome, svi gumbi će se jednako ponašati, iako se način na koji oni implementiraju ta ponašanja može razlikovati. Dakle, pojedini gumbi se mogu razlikovati iako svi pripadaju istom tipu.
9
Kao što je to slučaj u većini objektno orijentiranih programskih jezika, tip je u C# definiran klasom, a pojedinačne instance te klase nazivaju se objektima. U kasnijim poglavljima objašnjeno je da u jeziku C # postoje i drugi tipovi koji nisu klase, na primjer enumeratori (engl. enums), strukture (engl. structs) i delegati (engl. delegates), ali zasad ćemo se usredotočiti na klase. Program „Hello World“ deklarira jedan tip: klasu Hello. Ako u C # želite definirati tip, deklarirate ga kao klasu koristeći ključnu riječ cla ss, date mu naziv - u ovom slučaju ,,Hello“ - i zatim definirate njegova svojstva i ponašanja. Definicije svojstava i ponašanja klase u C # moraju se nalaziti u vitičastim zagradama ({}). C++ programeri obratite pažnju: iza zatvorene zagrade ne stoji točka
Metode Klasa ima svojstva i ponašanja. Ponašanja su definirana s metodama članicama, a svojstva su opisana u poglavlju 3.
Metoda )t funkcija u vlasništvu klase. Zapravo, metode se ponekad i nazivaju funkcijama članicama. Metode članice definiraju što klasa može učiniti ili kako se ponaša. Metodama se obično daju nazivi akcija koje izvode, na primjer WriteLine() ili AddNumbers(). Meñutim, u ovdje navedenom primjeru metoda klase ima poseban naziv, Main(), koji ne opisuje akciju, ali CLR-u govori kako je ovo glavna, odnosno prva metoda za klasu. C++ programeri obratite pažnju: Main() se u C # piše velikim početnim slovom i mora biti članica klase, a ne globalna članica. Main() može vratiti in t ili void.
CLR prilikom pokretanja programa poziva Main(). Main() je ulazna točka programa i svaki C# program je mora imati.' Deklaracije metoda su zapravo ugovori izmeñu autora i korisnika metode. Autor i korisnik metode će vjerojatno biti isti programer, ali to ne mora uvijek biti slučaj. Može se dogoditi da jedan član razvojnog tima napiše metodu, a da je drugi koristi.
a* Napomena za jav a programere: Main() je ulazna točka svakog C # programa, što je u odreñenoj mjeri slično metodi run() u Java apletu ili metodi Main() u Java programu.
Tehnički je u C# moguće imati nekoliko Main() metoda. U tom slučaju morate upotrijebiti preklopnik /main u odzivniku da biste zadali klasu u kojoj se nalazi Main() metoda koja će služiti kao ulazna točka za program.
10
|
Programiranje C#
Za deklariranje metode trebate zadati tip povratne vrijednosti i iza njega navesti ime. deklaracijama metoda obavezne su i zagrade, bez obzira na to prihvaća li metoda parametre ili ne. Na primjer: U
int myMethod(int siže)
deklarira metodu myMethod() koja ima jedan parametar - cjelobrojnu vrijednost koja će se unutar metode koristit kao siže. Ova metoda vraća cjelobrojnu vrijednost. Tip povratne vrijednosti korisniku metode govori koju će vrstu podataka metoda vratiti kad završi. Neke metode uopće ne vraćaju vrijednosti. Za takve se metode kaže da vraćaju void, što se posebno definira ključnom riječju void. Na primjer: void myVoidMethod();
deklarira metodu koja vraća void i nema parametara. U C# morate uvijek deklarirati tip povratne vrijednosti ili void.
Komentari C# program može sadržati i komentare. Pogledajte prvi red iza otvorene vitičaste zagrade ranije navedene glavne metode: // Koristi objekt konzole sustava
Tekst počinje s dvije kose crte (//). One označavaju komentar. Komentar je napomena za programera koja ne utječe na izvoñenje programa. C# podržava tri vrste komentara. Prva upravo prikazana vrsta govori da se sav tekst s desne strane oznake za komentar treba smatrati komentarom, sve do završetka tog reda. Ta se vrsta naziva komentarom
u C++ stilu. Druga vrsta komentara naziva se komentar u C stilu i počinje otvorenom oznakom za komentar (/*) a završava zatvorenom oznakom za komentar (*/). Na taj se način komentari mogu prostirati u više redova i nije potrebno umetati znakove // na početku svakog reda, kao što je pokazano u primjeru 2-2. Primjer 2-2. Komentari u više redova namespace Helloklorld
{ class Helloklorld
{ static void Main()
{ /* Koristi objekt konzole sustava kao što je objašnjeno u tekstu */ System.Console.IVriteLine("Hello klorid");
}
}
}
Poglavlje 2: Početalc:„Hello World"
|
11
Komentari u C++ stilu mogu se ugnijezditi unutar komentara u C stilu. Iz tog se razloga komentari u C++ stilu koriste kad god je to moguće, a komentari u C stilu samo za privremeno izdvajanje dijelova koda iz projekta. Treća, i posljednja, vrsta komentara koju C# podržava koristi se kako bi se kodu pridružila vanjska XM L dokumentacija. Ta vrsta komentara objašnjena je u poglavlju 13.
Konzolne aplikacije „Hello W orld“ je primjer konzolne aplikacije (engl. console applicatiori). Konzolna aplikacija obično nema grafičkog korisničkog sučelja - ne postoje izbornici, gumbi, prozori i slično. Tekst se unosi i prikazuje u standardnoj konzoli (najčešće je to DOS prozor pod Windowsima). Na početku knjige bavit ćemo se samo konzolnim aplikacijama kako bi se lakše usredotočili na sam jezik. Kasnija poglavlja obrañuju i Windows i Web aplikacije te ćemo se tamo usredotočiti na alate za izradu grafičkog korisničkog sučelja koje nudi Visual Studio .NET. Metoda Main() iz našeg primjera jednostavno ispisuje tekst „Hello W orld" na standardni izlaz (DOS prozor). Standardnim izlazom upravlja objekt Console. On ima metodu WriteLine() koja uzima niz (skup znakova) i ispisuje ga na standardni izlaz. Kada pokrenete ovaj program, u DOS prozoru na monitoru računala pojavit će se riječi „Hello World“. Metoda se poziva operatorom točka (.). Stoga, kako biste pozvali metodu WriteLine() objekta Console, napišite Console.W riteL ine(...) i u zagrade upišite niz koji želite ispisati.
Imenski prostori Console je samo jedan od brojnih tipova koji su dio .N ET FCL-a. Svaka klasa ima svoj
naziv, stoga FCL sadrži na tisuće naziva, kao što su ArrayList, Hashtable, FileDialog, DataException, EventArgs itd. Postoje stotine, tisuće, čak i desetine tisuća naziva. To predstavlja problem. Nijedan razvojni inženjer ne može upamtiti sve nazive koji se koriste na platformi .N ET te ćete prije ili kasnije stvoriti objekt i dati mu naziv koji se već koristi. Što će se dogoditi ako klasu Hashtable nabavite od drugog dobavljača i zatim otkrijete da je ona u sukobu s klasom Hashtable koju pruža platforma .NET? Upamtite, u C # svaka klasa mora imati jedinstven naziv a nazive gotovih klasa koje ste kupili obično ne možete promijeniti. Rješenje ovog problema leži u upotrebi imenskih prostora. Imenski prostor (engl. namespace) ograničava doseg naziva, ograničavajući njegovu smislenost samo na definirani imenski prostor.* * '
Napomena za C++ programere: imenski prostori u C++ odvajaju su operatorom za odvajanje dosega ( ::), dok se u C # koristi operator točka (.).
--------- Napomena za Java programere: imenski prostori pružaju brojne pogodnosti paketa. 12
|
Programiranje C#
Recimo da je Jim inženjer. Riječ „inženjer11 može značiti mnogo toga i biti prilično zbunjujuća. Projektira li on zgrade? Piše programe? Izrañuje vlakove? Izraz možemo pojasniti tako da kažemo „on je znanstvenik" ili „on je strojarski inženjer". C # programer može objasniti kako je Jim Science.engineer, a ne train. engineer. Imenski prostor (u ovom slučaju Science i train) ograničava doseg sljedeće riječi. On stvara „prostor" unutar kojeg riječ ima značenje. Nadalje, Jim možda nije bilo kakav science.engineer. Možda je Jim diplomirao na sveučilištu M IT i ima titulu softverskog inženjera, a ne inženjera grañevinarstva. To znači da se objekt 3 im može odreñenije definirati kao Science. software.engineer. Ova klasifikacija ukazuje kako je imenski prostor software smislen unutar imenskog prostora science, a engineer je u ovom kontekstu smislen unutar imenskog prostora software. Ako kasnije saznate kako je Charlotte transportation.train.engineer, odmah će vam biti jasno kojoj ona vrsti inženjera pripada. Istovremeno mogu postojati dva objekta engineer, svaki unutar svog imenskog prostora. Slično tome, ako se ustanovi kako na platformi .NET postoji klasa Hashtafale unutar imenskog prostora System.Collections, a vi ste unutar imenskog prostora Prog.Csharp. DataStructures takoñer stvorili klasu Hashtable, neće doći do sukoba jer svaka klasa postoji unutar svog imenskog prostora. U primjeru 2-1 naznačeno je da se klasa Console nalazi unutar imenskog prostora System s pomoću sljedećeg koda: Systera. Console. Write Line();
Operator točka (.) U primjeru 2-1 operator točka (.) koristi se za pristup metodi (i podacima) unutar klase (u ovom slučaju metodi WriteLine()) te za ograničenje naziva klase na odreñen imenski prostor (u ovom slučaju Console se nalazi unutar imenskog prostora System). To funkcionira jer u oba slučaja „kopamo" kako bismo pronašli točno ono što tražimo. Najviša razina je imenski prostor System (u kojem se nalaze svi objekti System koje pruža FCL). Tip Console postoji unutar tog imenskog prostora, a metoda WriteLine() je metoda članica tipa Console. U većini slučajeva imenski se prostori dijele na potprostore. Na primjer, imenski prostor System sadrži više podreñenih imenskih prostora kao što su Data, Configuration, Collections i tako dalje, dok je sam imenski prostor Collections podijeljen na mnogo podreñenih imenskih prostora. Imenski prostori mogu pomoći u organizaciji i razvrstavanju tipova. Kada pišete kompleksni C # program, korisno je stvoriti vlastitu hijerarhiju imenskih prostora, koja može biti vrlo duboka. Svrha imenskih prostora je da vam pomognu da metodom „podijeli i vladaj" lakše koristite složenu hijerarhiju objekata.
Poglavlje 2: Pofetak:„Hello World"
|
13
Ključna riječ using Umjesto da riječ System napišete ispred riječi Console, možete navesti da ćete koristiti tipove iz imenskog prostora System tako da direktivu: using System;
napišete na početku popisa, kako je prikazano u primjeru 2-3. Primjer 2-3. Korištenje ključne riječi using using System; class Hello { static void Main()
{ //Console iz imenskog prostora System Console.WriteLine("Hello Horld");
}
}
Možda ste primijetili da je direktiva using System napisana ispred definicije klase Hello. Visual Studio . N E T 2 0 0 5 u svaku konzolnu aplikaciju uključuje tri iskaza using (System, System.Collections.Generic i System.Text).
Iako možete izjaviti da koristite imenski prostor System, za razliku od nekih drugih jezika, ne možete izjaviti da koristite objekt System.Console. Primjer 2-4 se neće prevesti. Primjer 2-4. Kod koji se ne m ože prevesti (nije dopušten u C# ) using System.Console; class Hello { static void Main()
{ //Console iz imenskog prostora System WriteLine("Hello Horld");
}
}
Generira se pogreška u prevoñenju: error CS0138: A using namespace directive can only be applied to namespaces;
'System.Console' is a type not a namespace
Ako koristite Visual Studio, uvidjet ćete da ste napravili pogrešku, jer kad unesete using System i iza toga stavite točku, Visual Studio .N ET 2005 će navesti popis valjanih imenskih prostora na kojem se ne nalazi Console.
Korištenje ključne riječi using može smanjiti količinu koda koji trebate napisati, ali može i poništiti prednosti imenskih prostora jer zagañuje doseg brojnim nazivima koji
14
|
Programiranje C#
se preklapaju. Najčešće rješenje je korištenje ključne riječi using uz ugrañene imenske prostore i one koje ste sami stvorili, ali ne i uz komponente koje ste nabavili od neke treće strane. Neki programeri uvijek ispisuju cijelu putanju kroz imenske prostore do objekta (npr. System.Console.WriteLine(), a ne samo Consoie.UriteLine()) i to koriste kao dodatak dokumentaciji. To je neupotrebljiv pristup ako se koriste složene hijerarhije imenskih prostora.
Razlikovanje velikih i malih slova U C# razlikovanje velikih i malih slova je obavezno, što znači da writeLine nije isto što i WriteLine, a oba su različita od WRITELINE. Nažalost, za razliku od VB-a, C# razvojni okoliš neće ispraviti pogrešno unesena velika i mala slova. Ako istu riječ jednom unesete malim, a drugi put velikim slovima, unijet ćete pogrešku u program koju ćete kasnije teško pronaći. Koristan trik je označiti naziv u kojem su pogrešno napisana jedino mala i velika slova i zatim pritisnuti Ctrl-Space. Značajka Intellisense će umjesto vas ispraviti pogrešno napisana slova.
Kako biste spriječili ovakve pogreške na kojima se nepotrebno gube vrijeme i energija, trebate sastaviti pravilnik za imenovanje varijabli, metoda, konstanti itd. U ovoj se knjizi varijable imenuju ,,deva“ zapisom (engl. camel notation) (npr. imeNekeVarijable), a metode, konstante i svojstva Pascalovim zapisom (npr. NekaMetoda). Pascalov zapis se od ,,deva“ zapisa razlikuje samo po tome što u njemu nazivi počinju velikim slovom. Microsoft je razvio smjernice za pisanje koda koje je korisno pogledati (one su često sve što vam je zapravo potrebno). Možete ih preuzeti sa adrese:
Ključna riječ static Metoda Main() prikazana u primjeru 2-1 ima još jedno odreñenje. Odmah ispred deklaracije povratnog tipa void (koji, sjećate se, označava da metoda ne vraća nikakvu vrijednost) možete pronaći ključnu riječ static: static void Main()
Ključna riječ static govori kako Main() možete pozvati bez prethodnog stvaranja objekta tipa Hello. Ova pomalo kompleksna tema bit će detaljnije obrañena u kasnijim poglavljima. Jedan od problema koji se javljaju prilikom učenja novog programskog jezika je potreba za korištenjem složenijih značajki prije njihova potpuna razumijevanja. Za sada deklaraciju metode Main() možete smatrati čarobnom formulom.
Poglavlje 2: Početak:„Hello World"
|
15
Razvoj programa „Hello World" Postoje najmanje dva načina na koje možete napisati, prevesti i pokrenuti programe iz ove knjige: s pomoću Visual Studio .NET IDE-a ili s pomoću programa za ureñivanje teksta i prevoditelja koji se pokreće u odzivniku. Iako programe možete razvijati izvan Visual Studia .NET, IDE vam pruža razne prednosti. One uključuju podršku za uvlačenje redova, Intellisense, označavanje bojama i integraciju s datotekama za pomoć. Najvažnije od svega, IDE sadrži moćan alat za ispravljanje pogrešaka i mnoštvo drugih alata. U ovoj knjizi je pretpostavljeno da ćete koristiti Visual Studio .NET. Meñutim, upute su više fokusirane na jezik i platformu nego na alate. Sve navedene primjere možete kopirati u program za ureñivanje teksta poput Notepada ili Emacsa, spremiti ih kao tekstualne datoteke s nastavkom imena .cs i prevesti s pomoću C # prevoditelja za odzivnik koji se nalazi u kompletu .N ET Framework SDK (ili kompletima razvojnih alata kompatibilnih s platformom .NET kao što su Mono ili Microsoft Shared Source CLI). Napominjemo kako neki od primjera navedenih u kasnijim poglavljima koriste Visual Studio .N ET alate za izradu Windows i Web obrazaca, no čak i te primjere možete ručno upisati u Notepad ako želite ići težim putem.
Ureñivanje programa „Hello World" Za izradu programa „Hello World“ u IDE-u, odaberite Visual Studio .N ET s izbornika Start ili odgovarajuću ikonu na radnoj površini, zatim odaberite File -* New -* Project. Time ćete otvoriti prozor New Project (slika 2-1). Ako prvi put koristite Visual Studio, prozor New Project možda će se sam pojaviti.
*
r $ffHeBoWoHd| J u f* 2
S o W lo n N ® e
.7. ..
U C :\^cu m e rtsa n ñ S e ttin g s \A ñ m in is tra to r\M y Docum ents\Visual S tudo\P rojecl S lH e lk M o H d
m
-----
P , 0 « to B f« to ry fo r S o U io n
vi'*-
iSr • • ■
Slika 2-1. Izrada C # konzolne aplikacije u Visual Studiju .NET 16
J
Programiranje C#
i
v sfV i
Za otvaranje aplikacije odaberite Visual C# u prozoru Project Types, a u prozoru Templates Console Application (ovaj korak ne morate izvesti ako koristite Visual C# Express Edition - izravno odaberite Console Application). Sada možete upisati naziv projekta i odabrati mapu u koji ćete spremati datoteke. Pritisnite OK i otvorit će se novi prozor u koji možete upisati kod iz primjera 2-1 (slika 2-2).
v n ollo W orld - M icro so f t O ev e Jup nifint E n v iro n m cn t m £
M ndov«
sa m
B dp
■I.10.’ a - E 5 H » I X Ui
■g ,cs < mw B -lj k St ^/Program.cs
I
^jH;l| oW orid.Ptc-giarn
,
» 1 1 ; S I« V mIJc^M air^sticr^] ^
l'iiB flc eg io n U sin g d i r e c t i v e s
!
0
h u s in g S y s tem ; u s in g 3 y s t e i T i . C o l l e c c io n s . 0 e n e r i [ - u s in g S y s te r o .T e x t ;
m
SolutiwiVWioW«ld, (l project) 0HelloW oH d I*] - fc jj P roperties fi- g j References
- tfe n d re g io n ^
SoU ion Explorer | l ^ ,'Cl&jV'»9W |~
’^ B n am esp ac e H e U o tJo rld Program.cs FdeProperties
c l a s s P ro g ram š t a c i : v o id H a i n ( s t r i n g [ ]
{
a rg s)
B ,Advanced' Compie ^BuMAction :■}Copyto Output IFalse Custom Tod Custom Tod Nan
D>*
&fflSjCv-> c t-bFile Mame $ Full Path
Program.es ' C:\Docijmonts and 5
s
s „
r *-■<>.\ _________
gpeisw lW K££M f .*> & ?. "A »i
Slika 2-2. Editor u koji možete upisati program
Primijetit ćete kako Visual Studio .NET imenski prostor stvara prema navedenom nazivu projekta (HelloWorld) i dodaje direktivu using za System, System.Collections. Generic i System.Text jer će tipovi iz tih imenskih prostora biti potrebni za gotovo svaki program koji budete pisali. Visual Studio .NET stvara klasu Program koju slobodno možete preimenovati. Kada klasi mijenjate naziv, dobro je promijeniti i naziv datoteke (Classl.cs). Ako promijenite naziv datoteke, Visual Studio će automatski umjesto vas promijeniti naziv klase. Za reprodukciju primjera 2-1 promijenite ime datoteke Program.es (nalazi se u prozoru Solution Explorer) u hello.es te promijenite ime Program u HelloWorld (ako imena promijenite obrnutim redoslijedom, Visual Studio će promijeniti ime klase u hello). Na kraju, Visual Studio 2005 stvara kostur programa kako biste lakše započeli s radom. Za reprodukciju primjera 2-1 uklonite argumente (string[ ] args) iz metode Main(). Zatim sljedeća dva reda kopirajte u tijelo metode Main():
Gradska knjižnica
Poglavlje 2: Početak:„Hello World"
|
17
// Koristi objekt konzole sustava System.Console.WriteLine("Hello World");
Ako ne koristite Visual Studio .NET, otvorite Notepad, unesite kod iz primjera 2-1 i datoteku spremite kao tekstualnu datoteku hello.es.
Prevoñenje i pokretanje programa„Hello World" Visual Studio pruža mnogo načina za prevoñenje i pokretanje programa „Hello World“. Skoro svaki zadatak možete obaviti pritiskom na gumb na alatnoj vrpci Visual Studija, odabirom opcije izbornika ili u mnogim slučajevima upotrebom prečaca na tipkovnici. Prečaci na tipkovnici mogu se postaviti odabirom opcije izbornika Tools -* Options -* Keyboard. U ovoj knjizi pretpostavljeno je da koristite zadane postavke.
Za prevoñenje programa „Hello W orld“ možete, na primjer, pritisnuti Ctrl-Shift-B ili odabrati opciju izbornika Build -> Build Solution. Možete i pritisnuti gumb Build na alatnoj vrpci Build (da biste je vidjeli možda ćete morati desnom tipkom miša pritisnuti alatnu vrpcu). Alatna vrpca Build prikazana je na slici 2-3. Gumb Build nalazi se sasvim lijevo i istaknut je.
Slika 2-3. Alatna vrpca Build
Za pokretanje programa „Hello W orld“ bez ispravljanja pogrešaka možete na tipkovnici pritisnuti Ctrl-F5, odabrati Debug -> Start W ithout Debugging ili pritisnuti gumb Start Without Debugging na alatnoj vrpci Build, kao što je prikazano na slici 24 (možda ćete morati prilagoditi svoju alatnu vrpcu kako bi ovaj gumb bio dostupan). Program možete pokrenuti bez da ga prethodno prevedete (ovisno o postavkama pod Tools -* Options) - IDE će spremiti datoteku, prevesti je i pokrenuti (pritom će možda od vas zatražiti dopuštenje za svaki korak). » Slika 2-4. Gufnb Start Without Debugging
U prvom redu preporučam da proučite razvojni okoliš Visual Studija 2005. To je za vas, kao .N ET razvojnog inženjera, osnovni alat i vrlo je važno da se njime znate dobro služiti. Vrijeme koje uložite u upoznavanje okoliša Visual Studia višestruko će vam se isplatiti u sljedećim mjesecima.
18
|
Programiranje C#
Pravovrem eno prevoñenje Prevoñenjem program a hello.es koristeći esc stvara se izvedbena datoteka. Upamtite da su u .exe datoteci instrukcije zapisane u M SIL-u, koji je opisan u poglavlju 1. Zanim ljivo je da, ako ovu aplikaciju napišete u V B.N ET -u ili bilo kojem drugom jeziku sukladnom s .N E T C L S-om , dobit ćete više-m anje isti MS1L. Razlike izmeñu IL ko d a stvorenog u razlićitim jezicim a praktički ne postoje. Uz to što stvara IL kod, prevoditelj stvara i segm ćnt ,exe datoteke sam o za čitanje u koji um eće standardno W in 3 2 izvedbeno zaglavlje. Prevoditelj zadaje ulaznu točku unutar segm enta sam o za čita nje. Program za učitavanje prelazi na tu točku kada pokrenete program , baš kao i kod svakog drugog programa za W indowse. O peracioni sustav, m eñutim , ne može izvesti IL kod i ta ulazna točka služi samo za prijelaz do .N ET J1 T prevoditelja (koji je takoñer opisan u poglavlju 1). J1 T prevoditelj generira originalne instrukcije za procesor kakve se mogu pronaći u običnim ,exe datotekam a. K ljučno svojstvo J1 T prevoditelja zapravo je da se metode prevode samo prilikom korištenja, kad su na redu za izvoñenje.
Za prevoñenje i pokretanje programa „Hello World“ s pomoću C# prevoditelja za odzivnik koji se nalazi u paketima .NET Framevvork SDK, Mono (http://www.mono-project.com) i Shared Source CLI (http://msdn.microsoft.com/net/sscli/) pratite sljedeće korake: 1. Spremite primjer 2-1 u datoteku hello.es.
2. Otvorite .NET naredbeni prozor (Start -» Programs -» Visual Studio .NET -> Visual Studio Tools -» Visual Studio Command Prompt). Ako koristite UNIX, trebate pokrenuti tekstualnu konzolu, xterm ili nešto što će vam prikazati odzivnik ljuske. 3. U naredbenom redu zadajte sljedeću naredbu ako koristite .NET ili Shared Source CLI C # prevoditelja: esc /debug hello.es
Ako koristite Mono, zadajte sljedeću naredbu: mes -debug hello.es
Ovim korakom pravi se EXE datoteka. Ako program sadrži pogreške, prevoditelj će o njima izvijestiti u prozoru odzivnika. Preklopnik /debug u kod umeće simbole tako da EXE datoteku možete pokrenuti pod programom za ispravljanje pogrešaka ili pogledati brojeve redova koda u tragovima stoga (trag stoga ćete dobiti ako program generira pogrešku koju ne obrañujete). 4. Za pokretanje programa pod .NET-om unesite: hello
Ako koristite Shared Source CLI zadajte ovu naredbu: clix hello.exe
a ako koristite Mono onda ovu: mono hello.exe
Sada biste u konzoli trebali vidjeti riječi „Hello World“. Poglavlje 2: Početak: „Hello World"
|
19
Korištenje programa za ispravljanje pogrešaka Alat za ispravljanje pogrešaka vjerojatno je najvažniji alat u svakom razvojnom okolišu. Visual Studio ima vrlo moćan alat za ispravljanje pogrešaka i vrijeme koje potrošite na njegovo svladavanje višestruko će vam se isplatiti. Osnove ispravljanja pogrešaka vrlo su jednostavne. Tri osnovne vještine su: * Kako postaviti točku prekida te kako doći do nje * Kako ući u poziv metode i prijeći preko njega * Kako provjeriti i promijeniti vrijednost varijable, podatka člana itd. Ovo poglavlje ne ponavlja kompletnu dokumentaciju alata za ispravljanje pogrešaka, ali ove su vještine toliko važne da se jednostavno moraju ukratko objasniti. Alat za ispravljanje pogrešaka isti cilj može se koristiti na različite načine, obično preko opcija izbornika, gumba itd. Najjednostavniji način postavljanja točke prekida je pritiskom na lijevu marginu programskog koda. IDE točku prekida označava crvenom bojom, kao na slici 2-5. 1 for ( int i = 0; i < 3; i++ ) {
1 •
) > )
Slika 2-5. Točka prekida
rW r
Za objašnjenje alata za ispravljanje pogrešaka potreban nam je prim jer koda. Ovdje naveden kod uzet je iz poglavlja 5 i nije potrebno da TIX razumijete kako funkcionira (iako će C++ i Java programeri vjerojatno shvatiti o čemu se radi).
Za pokretanje alata za ispravljanje pogrešaka možete odabrati Debug -> Start ili jednostavno pritisnuti F5. Program se zatim prevodi i izvodi do točke prekida, na njoj se zaustavlja, a žuta strelica označava sljedeći iskaz za izvoñenje, kao što je prikazano na slici 2-6.
for ( int i “ 0; i < 3; i++ )
0
(winArray[i] .Dra*rtJindow(); } } )
Slika 2-6. Dosegnuta točka prekida
20
|
Programiranje C#
Nakon što ste došli do točke prekida, provjera vrijednosti različitih objekata je jednostavna. Na primjer, vrijednost varijable i vidjet ćete ako iznad nje postavite pokazivač miša i pričekate nekoliko trenutaka (slika 2-7).
Slika 2-7. Prikaz vrijednosti objekta
U IDE alatu za ispravljanje pogrešaka postoji i niz korisnih prozora, kao što je prozor Locals u kojem su prikazane vrijednosti svih lokalnih varijabli (slika 2-8).
Ugrañeni tipovi, poput cjelobrojnih vrijednosti, prikazuju vrijednost, ali objekti prikazuju sv,oj tip i uz njih je prikazan znak plus (+). Te objekte možete proširiti kako biste vidjeli njihove unutarnje podatke (slika 2-9). Više o objektima i njihovim unutarnjim podacima možete saznati u poglavljima koja slijede.
a a
^ w ln A rra y
M S
0 [0 ]
{V irtu alM etho ds.B utto n).
V irtua lM ethod s.B utton
{D im e n sio n s:{3 ))
V irtudlM ethods.W indo(v{)
{V irtu a lM e th o d s.W in d o w )
V irtua lM ethod s,W ind ow
{V irtu a lM e th o d s.listB o x >
Virtua lM ethods.ListB ox
4
in t
3 in t iV k tu a lM e rh o d s J liiU o n l____ V irhialM ethnrfc u/IndniAi A n ,r..a lM » i iM | § 3 A u to s j
Locals | j p W a t c h t
Slika 2-9. Detaljne informacije o objektu u prozoru Locals
Poglavlje 2: Početak:,,Hello World"
|
21
U sljedeću metodu moiete ući pritiskom na F l l . U o.om slućaju sljedeća metoda je OrawWindow() klase VJindovi, kao što je prikazano na slici 2-10. t ; V irtiu M 'tM t IBobueeidE)' HletosoM Deuelopment enyiit.tima.il
ZA' Vto*
Oebu, 0«a
W ntto*
.v:BL
& i *9. • .0*. ; ' Vliliiriini'thnfir f f
}•
tScfcjbon&rploror-So... '
•
tSSSSSSS iS :
v'-
~ .... VŠ; «a«.vW)
j
i
5i tB 'MProperi** Jl
Ca n ao l e.M r l te L ln e( "Bindons drauing » indov ' top,
11* SokAton'VktUftMetho'K( { 3 VjrtoalMcthod«
t h i s . c o p - to p ; th is .le t t -
// c v w il-» t« :s th e v tn d ov p'ufclic V i r t u a l v o id Draw«indOW<)
U
^,»^1^ kfbJS
•>| ']I
ffl iaSI Referent«*
viituaM ethods
, (Ol, (1)”,
leit );
Slika 2-10. Vlazka u metodu
Možete primijetiti kako jesljedeći iskaz na redu za izvoñenjeWriteLine()uDrawWindow(). Prozor Autos se ažurirao i u njemu je prikazano trenutno stanje objekata. O alatu za ispravljanje pogrešaka treba naučiti još mnogo toga, ali ovaj kratki uvod trebao bi vam biti dovoljan za početak. Mnogo programerskih pitanja može se riješiti tako d : „ ;” e” kratke probu« p r o g ™ * , pregleda,« ih u alatu aa ? p r » i . £ Dobar alat za ispravljanje pogrešaka je, na neki nacin, najmoćniji alat za samostalno u če n je p ro gra m sko g je z ik a .
22
|
Programiranje C#
POGLAVLJE 3
Osnove programskog jezika C#
U poglavlju 2 prikazan je vrlo jednostavan program napisan u jeziku C# . Taj je mali program toliko složen da smo morali preskočiti nekoliko važnih pojedinosti. U ovom poglavlju te su pojedinosti objašnjene detaljnijim prikazom sintakse i strukture samog jezika C# . Ovo poglavlje opisuje sustav tipova u jeziku C# , praveći razliku izmeñu ugrañenih tipova (int, bool itd.) i korisnički definiranih tipova (tipova koje sami stvarate u obliku klasa i sučelja). U njemu su objašnjene i osnove programiranja poput stvaranja i korištenja varijabli i konstanti. Nadalje, tu su objašnjene enumeracije, nizovi, identifikatori, izrazi i iskazi. U drugom dijelu ovog poglavlja možete pronaći objašnjenja i primjere korištenja iskaza za kontrolu tijeka i f , switch, while, do.. .while, for i foreach. Objašnjeni su i operatori, uključujući logičke, relacijske, matematičke operatore i operatore pridruživanja. Slijedi uvod u imenske prostore i kratak vodič kroz C# pretprevoditelj. Iako je glavni zadatak jezika C # stvaranje objekata i rad s njima, najbolje je početi s osnovnim dijelovima: elementima od kojih se objekti stvaraju. U te se elemente ubrajaju ugrañeni tipovi koji su temeljni dio jezika C# , kao i sintaktički elementi jezika C# .
Tipovi C # je vrlo tipiziran jezik. U takvom jeziku morate deklarirati tip (engl. type) svakog objekta kojeg stvorite (npr. cjelobrojnih vrijednosti, brojeva s pomičnim zarezom, nizova, prozora, gumba itd.), a prevoditelj će spriječiti pojavu pogrešaka tako što će inzistirati da objektima budu pridruženi samo podaci odgovarajućeg tipa. Tip objekta govori prevoditelju koliko je objekt velik (npr. int označava objekt od 4 bajta) i koje su njegove mogućnosti (npr. gumbi se mogu povući, pritisnuti i tako dalje).
23
Napomena za C # 1.1 programere: sve do inačice 2 platforma .N ET bila je vrlo tipizirana u svemu osim u kolekcijama. Uvoñenjem generika i*,’ stvaranje vrlo tipiziranih klasa kolekcija sada je jednostavno, kao što je prikazano u poglavlju 9.
Poput jezika C++ i Java, C # tipove dijeli u dva skupa: ugrañene (engl. intrinsic ) tipove koji su dio samog jezika i koris n ič ki d efin ira n e tipove koje definira programer. C # skup tipova dijeli na još dvije kategorije: v rijed n osn e i referen tne tipove.' Osnovna razlika izmeñu vrijednosnih i referentnih tipova je način spremanja njihovih vrijednosti u memoriju. Vrijednosni tip čuva svoju vrijednost u memoriji dodijeljenoj na stogu (engl. stack). Napomena za C i C++ programere: u C # ne postoji eksplicitni pokazatelj da je objekt referentnog tipa (tj. ne koristi se operator &). Takoñer, u C # obično se ne koriste pokazivači (iznimku ovog pravila potražite u poglavlju 22).
Ako imate vrlo velik objekt, njegovo smještanje na gomilu ima mnogo prednosti. U poglavlju 4 objašnjene su prednosti i nedostaci rada s referentnim tipovima. Ovo se poglavlje bavi ugrañenim vrijednosnim tipovima koji su dostupni u C# . U C # veličina i format pohrane za različite ugrañene tipove (npr. int) ne ovise o platformi i jednaki su u svim .N ET jezicima.
C # podržava tipove p o k a z iv a č a u C++ stilu, ali oni se koriste samo kod rada s neupravljanim kodom. To je kod koji nije stvoren na platformi .NET, na primjer, COM objekti. (Rad s COM objektima objašnjen je u poglavlju 22.)
Rad s ugrañenim tipovima C # nudi izobilje ugrañenih tipova koji se očekuju od modernog programskog jezika, i svaki od njih preslikava se u temeljni tip kojeg podržava .NET CLS. Preslikavanje C # primitivnih tipova u temeljni .N ET tip osigurava da se objekt stvoren u C # može koristiti naizmjenično s objektima napravljenim u bilo kojem drugom jeziku koji je u skladu s .N ET CLS-om , primjerice u VB.NET-u.
Svi ugrañeni tipovi, osim Object (koji je detaljnije opisan u poglavlju 5) i String (opisan u poglavlju 10) su vrijednosni tipovi. Svi korisnički definirani tipovi, osim struktura (pogledajte poglavlje 7) i enumeriranih tipova (pogledajte poglavlje 3) su referentni tipovi.
24
|
Programiranje C#
Napomena za Java programere: C # ima širi raspon osnovnih tipova od jezika Java. Treba istaknuti decimalni tip u C # koji je koristan za financijske izračune.
Svaki tip ima odreñenu i nepromjenjivu veličinu. Za razliku od C++, veličina int tipa u C# je uvijek 4 bajta jer se on preslikava u Int32 u .NET CLS-u. U tablici 3-1 popisani su ugrañeni vrijednosni tipovi dostupni u jeziku C# . Tablica 3-1. Vrijednosni tipovi u C#
Tip
Veličina (u bajtovima)
.NETtip
Opis
Byte
1
8yte
Bez predznaka (vrijednostod 0 do 255)
Char
2
Char
Unicode znak
Bool
1
Boolean
True iliFalse
Sbyte
1
SByte
5 predznakom (vrijednostiod -128 do 127)
Short
2
Intl6
5 predznakom (vrijednostiod -32,768 do 32,767)
Ushort
2
UIntl6
Bez predznaka (vrijednostiod 0 do 65,535)
Int
4
Int32
Cjelobrojnevrijednostispredznakom od -2,147,483,648 do 2,147,483,647
Uint
4
UInt32
Cjelobrojnevrijednosti bez predznaka od 0 do 4,294,967,295
Float
4
Single
Brojspomičnim zarezom. Čuva vrijednostiod otprilike+/- 1.5*1(HSdo otprilike3.4‘IĐ38sa sedam značajnih znamenki.
Double
8
Double
Brojspomičnim zarezom dvostruke preciznosti. Čuva vrijednosti od otprilike+/- 5.0*10 w do otprilike+/-1.8*10308sa 15-16 značajnih znamenki.
Cjelobrojnevrijednostispredznakom od -9,223,372,036,854,775,808 do 9,223,372,036,854,775,807
Ulong
8
UInt64
Cjelobrojnevrijednostibez predznaka od 0 do Oxffffffffffffffff
Napomena za C i C++ programere: u C # vrijednost Boolean varijabli može biti samo true ili false. Cjelobrojne vrijednosti se ne izjednačavaju sa Boolean vrijednostima u C # i ne postoji implicitno pretvaranje.
Uz ove primitivne tipove C # ima još dva vrijednosna tipa: enum (objašnjen kasnije u ovom poglavlju) i struct (objašnjen u poglavlju 4). U poglavlju 4 objašnjene su i druge pojedinosti vrijednosnih tipova, poput primjene vrijednosnih tipova kao referentnih tipova u postupku koji je poznat pod nazivom pakiranje (engl. boxing) i činjenice da vrijednosni tipovi ne nasljeñuju.
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
25
Stog i gom ila Stog (engl. stack) je podatkovna stru ktu ra koja se koristi za sprem anje elem enata na načelu „posljednji unutra prvi van“ (poput gom ile tanjura u restoranu). Stog se odnosi na područje memorije koje podržava procesor i u koje se sprem aju lokalne varijable. U C # vrijednosni tipovi (npr. cjelob rojn e vrijednosti) se alociraju na stog. Za njihovu vrijednost se rezervira podru čje u m em oriji i na to se podru čje referira imenom varijable. Referentni tipovi (npr. objekti) rasporeñuju se na gom ilu. G om ila (engl. heap) je područje memorije koje se koristi za alociran je prostora ob jektim a. Kad se objekt alocira na gomilu, vrača se njegova adresa i zatim pridružuje referenci. O bjekti na stogu se uništavaju kad izañu iz dosega. O kvir stoga je obično definiran metodom. Ako lokalnu varijablu deklarirate unutar m etode (kao što je objašnjeno kasnije u ovom poglavlju), objekti koje stavite na stog unutar te m etode bit će uništeni kad metoda završi. O bjekti na gomili se sakupljaju u otpad kratko nakon uništavanja posljednje reference koja ukazuje na njih.
rt * Napomena za C i C++ programere: C # upravlja svom memorijom s pomoću sustava za sakupljanje otpada - ne postoji operator za brisanje.
Odabir ugrañenog tipa Odluku o tome koju ćete vrstu cjelobrojne vrijednosti (short, int ili long) koristiti obično donosite na temelju veličine vrijednosti koju želite spremiti. Na primjer, ushort može sadržati samo vrijednosti od 0 do 65,535 , dok uint može sadržati vrijednosti od 0 do 4,294,967,295. Memorija je razmjerno jeftina, dok je vrijeme jednog programera sve skuplje. Većinu vremena ćete varijable deklarirati kao in t, osim ako ne postoji dobar razlog da učinite drukčije.
a Cjelobrojne vrijednosti su često brže od manjih tipova jer su moderni procesori optimizirani za rad s njima.
Float, double i decimal nude različite stupnjeve veličine i preciznosti. Float je dobar za većinu malih necjelobrojnih vrijednosti. Uzmite u obzir da prevoditelj pretpostavlja da je svaki broj s decimalnim zarezom double ako ne kažete drukčije. Za doslovnu dodjelu tipa float iza broja dodajte slovo f (pojedinosti pridruživanja vrijednosti literalima objašnjene su kasnije u ovom poglavlju): float someFloat = 57f;
26
|
Programiranje C#
Tip char p redstavlja U nicode z n ak . ch ar sp e cija ln i sim b o li m ogu biti jed n o sta v n i zn a kovi, U n ico d e ili kon trolni z n a ko v i (engl. e s cap e ch aracters ) sm je šten i izm eñu a p o strofa. N a p rim jer, Aje je d n o sta v a n z n a k , dok je \u004l U nicode znak. K o n tro ln i zn a kovi su p o se b n i to ken i ko ji se sa s to je od dva z n a k a , od k o jih je prvi ob rn u ta kosa crta . N a p rim jer, \t je vodoravni tabu lator. U o b ičaje n i k o n tro ln i znakovi navedeni su u ta blici 3 - 2 .
Tablica 3-2. Uobičajeni kontrolni znakovi Znak
Značenje
V
Apostrof
\"
Navodnik
\\
Obrnuta kosa crta
\0
Nuli
\a
Upozorenje
\b
Brisanjeunatrag
\f
Nova stranica
\n
Novi red
\r
Prijelazu sljedeći red
\t
Vodoravni tabulator
\v
Okomiti tabulator
Pretvaranje ugrañenih tipova Objekti jednog tipa mogu se implicitno ili eksplicitno pretvoriti u objekte drugog tipa. Implicitne se pretvorbe dogañaju automatski - prevoditelj sve radi umjesto vas. Eksplicitne se pretvorbe dogañaju kad vrijednost „pretvorite" u drugi tip. Semantika eksplicitne pretvorbe je „Hej! prevoditelju, znam što radim!" To se ponekad naziva „udarac velikim čekićem" i može biti vrlo korisno ili vrlo bolno, ovisno o tome nalazi li se vaš palac na čavlu. Napomena za VB6 programere: u jeziku VB6 se nizovi znakova i znakovni tip mogu lako pomiješati. Znak se tretira kao niz znakova duljine 1. No, u C # tipovi su dobro definirani. Kako biste varijabli char pridružili literal, morate ga umetnuti izmeñu apostrofa. Uzmite u obzir i činjenicu da VB 6 metode za pretvorbu izmeñu znaka i njegove odgovarajuće ASCII vrijednosti (Chr() i Asc()) ne postoje u C# . Kako biste char konvertirali u odgovarajuću ASCII vrijednost, navedite ju kao in t (cjelobrojnu vrijednost): (in t)'A ' Da biste broj pretvorili u char, navedite ga kao char: (char)65
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
27
Implicitne se pretvorbe dogañaju automatski i u njima se informacije ne mogu izgubiti. Na primjer, short in t (koji je veličine dva bajta) možete jednostavno pretvoriti u int (koji je veličine četiri bajta). Bez obzira na to koja se vrijednost nalazi u short, ona se neće izgubiti prilikom pretvorbe u in t: short x = 5; int y = x; // Implicitna pretvorba
Ako provedete obrnutu pretvorbu, može lako doći do gubitka informacija. Ako je vrijednost u in t veća od 32 767 njen dio se može izgubiti prilikom pretvorbe. Prevoditelj neće izvesti implicitnu pretvorbu iz in t u short: short x; int y = 5 0 0 ; x = y;
// Neće se prevesti
Morate izvesti eksplicitnu pretvorbu koristeći operator: short x; int y = 5 0 0 ; x = (short) y;
// 0K
Svi ugrañeni tipovi sami definiraju vlastita pravila pretvorbe. Ponekad je zgodno definirati pravila pretvorbe za korisnički definirane tipove, a to je objašnjeno u poglavlju 5.
Varijable i konstante Varijabla (engl. variable ) je lokacija u memoriji s tipom. U prethodnim su primjerima i x i y varijable. Varijablama se mogu pridružiti vrijednosti koji se mogu programski promijeniti.
WriteLine() .N E T kostu r sadrži korisnu metodu za ispis na zaslon. Pojedinosti m etode System. C onsole.W riteLine() bit će pojašnjene kasnije u knjizi, ali osnove su jednostavne. Pozovite m etodu kako je prikazano u prim jeru 3 -1 , unoseći niz koji želite ispisati na konzoli i param etre koji će se zam ijeniti. U sljedećem prim jeru: System.Console.WriteLine("Aiter assignmervt, mylnt: {0}", mylnt);
niz „A fter assignment, mylnt“ se ispisuje kao takav, iza čega slijedi v rijednost varijable mylnt. Lokacija param etra zam jene { 0 } zadaje gdje će se prikazati vrijednost prve izlazne varijable mylnt - u ovom slučaju, na kraju niza. U sljedećim poglavljim a saznat ćete m nogo više o WriteLine().
Varijablu možete napraviti tako što ćete deklarirati njezin tip i zatim joj dodijelite naziv. Možete ju inicijalizirati prilikom deklariranja, a novu vrijednost jo j možete dodijeliti bilo kada, jednostavnom promjenom vrijednosti. To je prikazano u primjeru 3-1.
28
|
Programiranje C#
primjer 3-1- Inicijalizacija varijable i pridruživanje vrijednosti varijabli (tregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace InitializingVariables
{
class Values
{ static void Main()
{ int mylnt = 7; Syštem.Console.WriteUne(”Initialized, mylnt: {o}", mylnt); mylnt = 5; System.Console.WriteLine("A-fter assignment, mylnt: { o }\ mylnt);
}
}
}
Visual Studio 2 0 0 5 za svaki program stvara imenski prostor i iskaz using (kao i područje upotrebe). Kako bi se uštedilo na prostoru, to je izostavljeno u većini primjera koda, iako je uključeno u primjere koje možete preuzeti s prezentacija 0 ’Reilly ili LibertyAssociates.com.
Ovdje se varijabla mylnt inicijalizira sa vrijednosti 7, ta se vrijednost prikazuje, varijabli se dodjeljuje vrijednosti 5 koja se zatim ponovno prikazuje. Napomena za VB6 programere: u C # tip podatka dolazi ispred naziva
varijable.
Obavezno pridruživanje U jeziku C # pridruživanje je obavezno: to jest, varijable se moraju inicijalizirati ili im se mora pridružiti vrijednost prije korištenja. Kako biste isprobali ovo pravilo, promijenite red koji inicijalizira mylnt u primjeru 3-1 u: int mylnt;
i spremite promijenjeni program prikazan u primjeru 3-2.
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
29
*__ Napomena za C i C++ programere: u C # , svakoj se varijabli prije upo-
* •
trebe mora pridružiti konačna vrijednost.
Primjer 3-2. Korištenje varijable koja nije inicijalizirana #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace UninitializedVariable
Kada pokušate prevesti ovaj ispis, C # prevoditelj će prikazati poruku o pogrešci prikazanu na slici 3-1. J
■ 1
D escrlpUon
.
■
__ ^
U se o f u nassigned local v a riab le 'm y ln t'
;
■| . . F fe .
.
-
U n in itia lized V ariable.es
i
• C olum n 17
I
33
Slika 3-1. Poruka o pogrešci nastaloj zbog korištenja varijable kojoj nije dodijeljena vrijednost
Ako dvaput pritisnete poruku o pogrešci razvojni okoliš će postaviti kursor na mjestu pogreške u kodu. U C# nije dopušteno korištenje varijabli koje nisu inicijalizirane. Znači li to da svaku varijablu u programu morate inicijalizirati? Zapravo, ne. Ne morate stvarno inicijalizirati varijablu, ali joj prije korištenja morate dodijeliti vrijednost. U primjeru 3-3 prikazana je ispravna inačica programa.
30
|
Programiranje C#
Primjer 3-3. Pridruživanje bez inicijaliziranja #region Using directives using System; using System.Colle ctio ns.G eneric; using System.Text; #endregion namespace Assi gning Without I nitiali z ing ^
Konstante K onstanta (engl. constan t ) je varijabla čija se vrijednost ne može promijeniti. Varijable predstavljaju moćan alat, ali ponekad je potrebna točno odreñena vrijednost, vrijednost za koju želite biti sigurni da će ostati nepromijenjena. Na primjer, u programu za simuliranje kemijskog eksperimenta trebate koristiti točke vrelišta i ledišta na Fahrenheitovoj skali. Program će biti jasniji ako varijable u koje se vrijednosti spremaju nazovete FreezingPoint i BoilingPoint, ali ne želite dopustiti da se njihove vrijednosti promijene. Kako to spriječiti? Rješenje je korištenje konstanti.
Postoje tri vrste konstanti: literali (engl. literals ), sim boličke k on stan te i enu m eracije (engl. en um erations). U izrazu: x = 32;
vrijednost 32 je literal. 32 uvijek ima vrijednost 32. Toj konstanti ne možete dodijeliti drugu vrijednost. Koliko god se trudili ne možete postići da 32 predstavlja vrijednost 99. Simboličke konstante pridružuju naziv konstantnoj vrijednosti. Simboličlytkonstantu možete deklarirati s pomoću ključne riječi const i sljedeće sintakse;/ const tip identifikator=vrijednost;
Konstanta se prilikom deklariranja mora inicijalizirati, a kad je jednom inicijalizirana, ne možete ju mijenjati. Na primjer: const int FreezingPoint = 3 2 ;
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
31
U ovoj deklaraciji, 32 je literal, a FreezingPoint je simbolička konstanta tipa int. U primjeru 3 -4 prikazana je upotreba simboličkih konstanti. Primjer 3-4. Upotreba simboličkih konstanti ttregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; (tendregion namespace SymbolicConstants
{ class SymbolicConstants
{ static void Main(string[] args)
{ const int FreezingPoint = 32;
// Stupnjevi Fahrenheita
const int BoilingPoint = 212; System.Console.WriteLine("Freezing point of water: {o}", FreezingPoint); System.Console.WriteLine(''Boiling point of water: {o}", BoilingPoint); BoilingPoint = 2 1 ;
}
} )
U primjeru 3-4 stvorene su dvije simboličke cjelobrojne konstante; FreezingPoint i BoilingPoint. Nazivi konstanti napisani su Pascalovim stilom, no to nije obavezno. Svrha ovih konstanti je da u svim potrebnim izrazima koriste vrijednosti 32 i 212 za točke ledišta i vrelišta ali, budući da konstante imaju nazive, one prenose mnogo više značenja. Ako odlučite program prebaciti na Celzijusovu skalu, konstante možete ponovno inicijalizirati prilikom prevoñenja na 0 i 100. Ostatak koda trebao bi normalno funkcionirati. Kako biste se uvjerili da se konstanti ne može ponovno dodijeliti vrijednost, pokušajte ukloniti oznaku komentar iz posljednjeg reda u kodu (prikazan podebljanim slovima). Prilikom ponovnog prevoñenja trebala bi se javiti pogreška prikazana na slici 3-2. !
Q
| Description 1
The left-hand side of an assignment must be a variable, property or indexer
i File SymbolicConstants.cs
j Une 23
' Cojumn 3
Slika 3-2. Upozorenje koje se pojavljuje kada konstanti pokušate ponovno dodijeliti vrijednost
32
|
Programiranje C#
i
Enumeracije Enumeracije (engl. enumerations) su iznimno korisna alternativa konstantama. Enumeracija je samostojan vrijednosni tip koji se sastoji od skupa imenovanih konstanti (naziva se i enumeratorski popis). U primjeru 3 -4 stvorili ste dvije povezane konstante: const int FreezingPoint = 32; const int BoilingPoint = 212;
Popisu m ožete d o d a ti razne druge k o risn e ko n sta n te, poput: const int Lightlacketlfeather = 60; const int SwimmingWeather = 72; const int WickedCold = o;
Ovaj postupak je pomalo zamoran i izmeñu navedenih konstanti ne postoji logička veza. Za rješavanje tog problema u C # dostupna je enumeracija: enum Temperatures { WickedCold = 0 , FreezingPoint = 32, LightlacketWeather = 60, SwimmingWeather = 72, BoilingPoint = 212,
} Iza svake enumeracije nalazi se temeljni tip koji može biti bilo koji tip cjelobrojne vrijednosti (integer, short, long itd.) osim char. Tehnička definicija enumeracije je: [atributi] [modifikatori] enum identifikator [:osnovni tip] {enumeratorski popis};
Neobavezni modifikatori i atributi opisani su kasnije u knjizi. Zasad ćemo se usredotočiti na ostatak ove deklaracije. Enumeracija počinje ključnom riječi enum iza koje obično slijedi identifikator, na primjer: enum Temperatures
Osnovni tip je temeljni tip enumeracije. Ako izostavite ovu neobaveznu vrijednost (što se često dogaña), ona će poprimiti vrijednost int, ali slobodno možete koristiti bilo koji tip cjelobrojne vrijednosti (npr. ushort, long) osim char. Sljedeći odlomak, na primjer, deklarira enumeraciju cjelobrojnih vrijednosti bez predznaka (uint): enum ServingSizes :uint
{ Small = 1 , Regular = 2, Large = 3
} Obratite pažnju na enumeratorski popis kojim završava deklaracija. On sadrži pridružene konstante za enumeraciju koje su odvojene zarezima.
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
33
U primjeru 3-5 prikazan je prepravljen primjer 3 -4 u kojem se koristi enumeracija. Primjer 3-5. Pojednostavljivanje koda korištenjem enumeracija ftregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; ttendregion namespace EnumeratedConstants
{ System.Console.WriteLine("Freezing point of water: {0}", (int)Temperatures.FreezingPoint); System.Console.WriteLine("Boiling point of water: {0}”, (int)Temperatures.BoilingPoint);
}
}
}
Kao što možete primijetiti, enum se mora kvalificirati tipom enumeracije (npr. Temperatures. WickedCold). Vrijednost enumeracije se podrazumijevano prikazuje s pomoću simboličkog naziva (kao što su BoilingPoint i FreezingPoint). Kada želite prikazati vrijednost enumerirane konstante, konstantu morate pretvoriti u njen temeljni tip (int). Cjelobrojna vrijednost se prosljeñuje u WriteLine i prikazuje. Svakoj konstanti u enumeraciji odgovara brojčana vrijednost - u ovom slučaju cijeli broj. Ako je ne postavite drugačije, enumeracija počinje nulom, a svaka sljedeća vrijednost je za jedan veća od prethodne. Ako stvorite sljedeću enumeraciju: enum SomeValues
{ First, Second, Third = 2 0 , Fourth
} 34
|
Programiranje C#
v rijedn ost First b it će o, Second ć e im ati vrijedn o st l, Third 20, a Fourth 21. E n u m eracije su fo rm a ln i tip ovi stoga je za pretvorbu tipa en u m era cije u tip cje lo b ro jn e vrijedn o sti p o tre b n a e k sp licitn a pretvorba.
Napomena za C++ programere: u C # se enumeracije koriste na malo drugačiji način nego u C++, tako d a je pridruživanje tipu enumeracije iz cjelobrojne vrijednosti ograničeno, ali omogućava unaprjeñenje enumeracije u cjelobrojnu vrijednost za dodjeljivanje enumeracije cjelobrojnoj vrijednosti.
Nizovi znakova Gotovo je nemoguće napisati program u jeziku C # bez upotrebe nizova. U objektu niza nalazi se niz znakova. Varijabla niza se deklarira ključnom riječi string, isto kao kod stvaranja instance bilo kojeg objekta: string myString;
Literal niza se pravi stavljanjem navodnika ispred i iza znakovnog niza: "Hello World"
Varijabla niza se obično inicijalizira literalom niza: string myString = "Hello World";
Nizovi su detaljnije opisani u poglavlju 10.
Identifikatori Identifikatori (engl. identifiers) su nazivi koje programeri odaberu za svoje tipove, metode, varijable, konstante, objekte itd. Identifikator mora počinjati slovom ili donjom crtom. Standardna Microsoft praksa imenovanja predlaže ,,deva“ zapis (malo početno slovo, npr. nekolme) za nazive varijabli i Pascalov zapis (veliko početno slovo, npr. NekoDrugoIme) za nazive metoda i većinu drugih identifikatora. Microsoft više ne preporuča korištenje mañarskog zapisa (npr. iNekilnteger) i donjih crta (npr. Neka Vrijednost).
U identifikatorima se velika i mala slova razlikuju pa tako C# myVariable i MyVariable tretira kao dva različita imena varijabli.
Izrazi Iskazi koji su jednaki nekoj vrijednosti zovu se izrazi (engl. expressions). Iznenañujuće velik broj iskaza je jednak nekoj vrijednosti. Na primjer, pridruživanje:
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
35
myVariable = 57; I
je izraz. Jednako je dodijeljenoj vrijednosti koja, u ovom slučaju, iznosi 57. Obratite pažnju na prethodni iskaz koji vrijednost 57 pridružuje varijabli myVariable. Operator pridruživanja (=) ne provjerava jednakost. Njime se ono stoje na desnoj strani (57) dodjeljuje onome Stoje na lijevoj strani (myVariable). Svi C # operatori (uključujući one za pridruživanje i jednakost) objašnjeni su kasnije u ovom poglavlju. Budući da je myVariable = 57 izraz koji iznosi 57, može se koristiti kao dio drugog operatora pridruživanja, npr: mySecond\/ariable = myVariable = 57;
U ovom se iskazu vrijednost literala 57 pridružuje varijabli myVariable. Vrijednost tog pridruživanja (57) se zatim dodjeljuje drugoj varijabli, mySecondVariable. Vrijednost 5 7 je, dakle, pridružena objema varijablama. Dakle, jednim iskazom možete inicijalizirati beskonačan broj varijabli i pridružiti im istu vrijednost: a = b = c = d = e = 2 0 ;
Bijeli prostor U jeziku C # se razmaci, fabulatori i novi redovi smatraju „bijelim prostorom" (engl.
whitespace ) (nazvani tako jer se vidi samo bjelina stranice na kojoj je napisan kod). Dodatni bijeli prostor u C # iskazima se uglavnom zanemaruje. Možete napisati: myVariable = 5;
ili: myVariable
=
5;
i prevoditelj će oba iskaza jednako tretirati. Iznimka ovog pravila je bijeli prostor unutar nizova koje se ne zanemaruju. Ako napišete: Console.WriteLine("Hello World")
svaki razmak izmeñu „Hello" i ,,World“ bit će tretiran kao znak u nizu. Korištenje bijelog prostora uglavnom je intuitivno. Treba ga koristiti tako da kod bude što čitljiviji programeru, a prevoditelju to ionako nije bitno. Postoje situacije u kojima je upotreba bijelog prostora vrlo bitna. Iako je izraz: int x = 5; isti kao: int
x=5;
nije isti kao: intx=5; Prevoditelj zna d a je bijeli prostor sa svake strane operatora pridruživanja suvišan, ali
36
|
Programiranje C#
rostor izmeñu deklaracije tipa in t i naziva varijable x nije suvišan, već je obavezan. To nije iznenañujuće: bijeli prostor prevoditelju omogućuje razlikovanje ključne riječi in t i nekog nepoznatog termina in tx . Izmeñu i n t i x možete dodati koliko god želite bjelina, ali mora postojati najmanje jedna (obično razmak ili tabulator). Napomena za VB programere: završetak reda u C # nema posebnog značenja. Iskazi završavaju točkom zarez, ne znakovima za novi red. Ne postoji znak za nastavak reda jer nije potreban.
Iskazi Potpuna programska uputa u C# naziva se is ka zo m (engl. statem en t). Programi se sastoje od nizova C# iskaza. Svaki iskaz mora završavati točkom zarez (;). Na primjer: int x; // iskaz x = 23; // još jedan iskaz int y = x; // i još jedan iskaz
C# iskazi se procjenjuju redom. Prevoditelj počinje na vrhu popisa iskaza i kreće se prema kraju. To bi bilo prilično jednostavno i ograničavajuće kad ne bi postojalo grananje. U C# programu postoje dvije vrste grananja: bezu vjetno g ran anje (engl. unconditional bran ch in g ) i uvjetno g rananje (engl. cond ition al branching). Na tijek programa utječu i petlje i iteracijski iskazi koji se označavaju ključnim riječima for, while, do, in i foreach. Iteracija je objašnjena kasnije u ovom poglavlju. Prvo ćemo objasniti neke osnovnije metode uvjetnog i bezuvjetnog grananja.
Iskazi bezuvjetnog grananja Bezuvjetno grananje se može postići na dva načina. Prvi je pozivanjem metode. Kad prevoditelj naiñe na naziv metode, on zaustavlja izvoñenje tekuće metode i prelazi na novu „pozvanu" metodu. Kada ta metoda vrati vrijednost, izvoñenje originalne metode se nastavlja točno na redu ispod poziva metode. Pogledajmo primjer 3-6. Primjer 3-6. Pozivanje metode #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace CallingAMethod
{ class CallingAMethod
1
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
37
Primjer 3-6. Pozivanje metode (nastavak) static void Main()
{
Console.WriteLine("In Main! Calling SomeMethod().. SomeMethod(); Console.WriteLine("Back in Main().");
} static void SomeMethod()
{ Console.Writeline("Greetings from SomeMethod!");
}
} } Tijek programa počine s Main() i nastavlja se do poziva SomeMethod(). U toj se točki program grana na drugu metodu. Kad se ona završi, program nastavlja s redom iza poziva te metode. Drugi način bezuvjetnog grananja je s pomoću jedne od ključnih riječi za bezuvjetno grananje: goto, break, continue, return ili throw. Dodatne informacije o prva tri iskaza navedene su kasnije u ovom poglavlju. Iskaz return vraća kontrolu pozivajućoj metodi. Posljednji iskaz, throw, objašnjen je u poglavlju 11.
Iskazi uvjetnog grananja Uvjetno grananje stvara se uvjetnim iskazom na koji upućuju ključne riječi i f , else i switch i do njega može doći samo kad je uvjetni iskaz istinit. Napomena za C i C + + programere: za razliku od jezika C i C + + u kojima se bilo koji izraz može koristiti kao uvjetni, u C # svi uvjetni izrazi moraju se usporeñivati sa Boolean vrijednostima.
Iskazi if...else Iskazi i f . . .e lse označavaju grananje temeljeno na uvjetu. Uvjet je izraz koji se testira na početku iskaza i f . Ako je uvjet istinit, izvodi se iskaz (ili blok iskaza) u glavnom dijelu i f iskaza. i f iskazi mogu sadržati dodatni iskaz else. On se izvodi samo ako je izraz na početku iskaza i f neistinit: if (izraz) iskazi [else iskaz2]
Ovakav opis iskaza i f možete pronaći u dokumentaciji prevoditelja. On pokazuje da i f iskaz uzima Boolean izraz (izraz koji može biti istinit ili neistinit) unutar zagrada i izvodi iskazi ako je izraz istinit. Upamtite da iskazi može biti i blok iskaza unutar vitičastih zagrada.
38
|
Programiranje C#
M ožete p rim ije titi i da je isk az e l s e n e obav ezan, bu dući da se n alazi u n u tar u glatih zagrada. Ia k o je tim e o b ja šn je n a sin ta ksa iska za i f , u p otreba će b iti ja sn ija pogledate li p rim jer 3-7.
Primjer 3 - 7. Iskazi if..else using System; class Values { static void Main()
{ int valueOne = 10; int valueTwo = 20; if ( valueOne > valueTwo )
{ Console.WriteLine( "ValueOne: {0} larger than ValueTwo: fi}", valueOne, valueTwo);
} else
{ Console.WriteLine( "ValueTwo: {0} larger than ValueOne: {1}", valueTwo,valueOne);
} valueOne = 3 0 ; // Postavlja valueOne višlje if ( valueOne > valueTwo )
U primjeru 3-7 prvim se iskazom if testira je li valueOne veće od valueTwo. Relacijski operatori poput veće od (>), manje od (<) i jednako (==) prilično su jednostavni za korištenje.
Testiranje je li valueOne veće od valueTwo daje neistinit rezultat (jer je valueOne jednako 10, a valueTwo je jednako 2 0 ,stoga valueOne nije veće od valueTwo). Poziva se iskaz else koji ispisuje iskaz:
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
39
ValueTwo: 20 is larger than ValueOne: 10
Drugi je iskaz i f istinit i svi iskazi u bloku i f se procjenjuju, što uzrokuje ispis sljedeća dva reda: Setting valueTwo to valueOne value, and incrementing ValueOne. ValueOne: 31
ValueTwo: 30
Blokovi iskaza Blok iskaza može se napisati na svakom m jestu na kojem C # očeku je iskaz. Blok
iskaza je skup iskaza sm ješten u vitičaste zagrade. Stoga um jesto: if (nekillvjet) nekilskaz;
m ožete napisati: if(nekillvjet)
{ iskazledan; iskazDva; iskazTri;
}
Ugniježñeni iskazi if Iskazi i f se često ugnježñuju kako bi se upravljalo složenim uvjetima. Pretpostavimo da trebate napisati program za provjeru temperature koji vraća sljedeće informacije: • Ako je temperatura 32°F ili niža, program bi vas trebao upozoriti o ledu na cestama. • Ako temperatura iznosi točno 32°F, program bi vam trebao reći kako može doći do zaleñivanja. Postoji mnogo dobrih načina za pisanje ovakvog programa. U primjeru 3 -8 pokazan je pristup u kojem se koriste ugniježñeni iskazi i f . Primjer 3-8. Ugniježñeni iskazi if #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion
40
l
Programiranje C#
Primjer 3-8. Ugniježñeni iskazi if (nastavak) namespace Nestedlf class Nestedlf
{
static void Main()
{ int temp = 3 2 ; if ( temp <= 32 )
{ Console.WriteLine( "Narning! Ice on road!" ); if ( temp == 32 )
{ Console.WriteLine( "Temp exactly freezing, beware of water." );
} else
{ }
Console.WriteLine( "Watch for black ice! Temp: {0 }", temp ); // završava else
} } } }
// završava if (temp <= 3 2 ) // završava main U završava class // završava namespace
Nisu svi operatori jednaki Pogledamo li pažljivije drugi iskaz i f u primjeru 3 - 8 , prim jetit ćem o uobičajeni problem. O vaj iskaz i f testira je li temperatura jednaka 32: i f (temp ==
32)
U jezicim a C i C + + ovakav iskaz može biti opasan. Neiskusni programeri često umjesto.operatora jedn akosti koriste operator pridruživanja te tako napisu iskaz: if (temp = 3 2 )
Tu je pogrešku teško prim ijetiti, a takvim bi se iskazom temp pridružio broj
32
i 3 2 bi se
vratio kao vrijednost iskaza pridruživanja. Budući da su u C i C + + sve vrijednosti koje nisu nula istin ite, iskaz i f bio bi istinit. Tako bi se temp pridružila vrijednost 32, bez obzira na to je li temp izvorno imao tu vrijednost ili ne. Ovakve pogreške su prilično česte i lako ih je previdjeti - no razvojni inženjeri jezika C # su ih predvidjeli! U C # ovaj je problem riješen tako što iskazi i f prihvaćaju sam o Boolean vrijednosti. Vrijednost 32 koju je vratilo pridruživanje nije Boolean vrijednost (već cjelobrojna vrijednost) i u C # vrijednost 32 neće se autom atski pretvoriti u true. Tako bi ova pogreška bila prim ijećena tijekom prevoñenja što je velik napredak u odnosu na C ++, uz nisku cijenu jednostavne zabrane im plicitnih pretvorbi cjelobrojnih vrijednosti u Boolean vrijednosti.
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika Cft
|
41
Logika u primjeru 3-8 provjerava je li temperatura manja ili jednaka 32°F. Ako je tako, ispisuje se upozorenje: if (temp <= 32)
{ Console.WriteLine("Warning! Ice on road!");
Program zatim provjerava je li temperatura jednaka 32°F. Ako je, ispisuje se jedna poruka; ako nije, temperatura mora biti manja od 32°F i program ispisuje drugu poruku. Primijetite da je drugi iskaz i f , ugniježñen unutar prvog i f , tako da je logika iza else „budući da je ustanovljeno kako je temperatura manja ili jednaka 32°F i pritom nije jednaka 32°F, onda mora biti manja od 32°F“.
Iskazi switch: alternativa ugniježñenim iskazima if Ugniježñeni iskazi i f teško se čitaju, teško ih je ispravno napisati i u njima ispraviti pogreške. Kada vam je dostupan širok raspon mogućnosti, iskaz switch predstavlja čitljiviju alternativu. Logika iskaza switch glasi „odaberi odgovarajuću vrijednosti i djeluj u skladu s tim“. switch (izraz)
{ case konstanta-izraz: iskaz iskaz na koji se prelazi [default: iskaz]
} Kao što možete primijetiti, izraz se, kao i kod iskaza i f , stavlja unutar zagrada na početku iskaza switch. Svaki slučaj zahtijeva izraz konstante tj. literal, simboličku konstantu ili enumeraciju. Ako je slučaj zadovoljen, izvodi se iskaz (ili više njih) povezan s tim slučajem. Iza toga mora slijediti iskaz na koji se prelazi. Obično se koristi break koji izvedbu premješta izvan iskaza switch. Može se koristiti i iskaz goto koji označava preskakanje do sljedećeg slučaja, kao što je prikazano u primjeru 3-9. Primjer 3-9. Iskaz su/itch (tregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregio‘n namespace SwitchStatement
const int Democrat = 0; const int LiberalRepublican = 1; const int Republican = 2; const int Libertarian = 3; const int NewLeft = 4; const int Progressive = 5; int myChoice = Libertarian; switch ( myChoice )
{ case Democrat: Console.WriteLine( "Vou voted Democratic.Nn" ); break; case LiberalRepublican: // propada kroz //Console.WriteLine( //"Liberal Republicans vote Republican\n"); case Republican: Console.WriteLine( "Vou voted Republican.\n" ); break; case NewLeft: Console.WriteLine( "NewLeft is now Progressive" ); goto case Progressive; case Progressive: Console.WriteLine( "Vou voted Progressive.\n" ); break; case Libertarian: Console.WriteLine( "Libertarians are voting Republican" ); goto case Republican; default: Console.WriteLine( "You did not pick a valid choice.Nn" ); break;
•
} Console.WriteLine( "Thank you for voting." );
}
}
}
U ovom primjeru pravimo konstante za različite političke stranke. Varijabli myChoice pridružuje se jedna vrijednost (Libertarian) i program se prebacuje na tu vrijednost. Ako je myChoice jednaka vrijednosti Democrat, ispisuje se iskaz. Primijetit ćete da ovaj slučaj završava s break. break je iskaz za preskakanje kojim se iz iskaza switch prebacujemo na prvi sljedeći red koji ispisuje „Thank you for voting".
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
43
Napomena za VB programere: ekvivalent C # iskaza switch je VB 6 iskaz Se le ct Case. Takoñer, za razliku od V B 6 koji vam dopušta testiranje ' j J * , 4 cijelog raspona vrijednosti s pomoću jednog iskaza Case, C # sintaksa to ne dopušta. Sljedeća dva iskaza Case su sintaktično ispravna u VB6: Case Is > 1 0 0 Case 50 to 60
Ti iskazi, meñutim, nisu valjani u C# . U C # možete testirati samo izraz s jednom konstantom . Za testiranje cijelog raspona morate zasebno testirati svaku vrijednost i „propasti" do zajedničkog bloka case.
Ispod vrijednosti LiberalRepublican nema iskaza i ta vrijednost propada do sljedećeg slučaja: Republican. Ako je vrijednost LiberalRepublican ili Republican, izvode se iskazi Republican. Ovakvo je propadanje moguće samo ako iskaz nema tijelo. Ako izvučete iz komentara WriteLine() iz LiberalRepublican, program se neće prevesti. Vč
N apomena za C i C ++ programere: propadanje do sljedećeg slučaja nije moguće, osim ako iskaz case nije prazan. Stoga, možete napisati sljedeće: slučaj l: I I propadanje je moguće slučaj 2:
U ovom primjer slu ča j l je prazan. Ne možete, meñutim, napisati: slučaj 1: NekaAkcija(); // propadanje nije moguće slučaj 2:
Ovdje unutar slu ča j 1 postoji iskaz i propadanje nije moguće. Ako želite da slu ča j 1 propadne do slu ča j 2, morate izričito upotrijebiti goto: slučaj 1: NekaAkcija(); goto iskaz 2; // eksplicitno propadanje slučaj 2:
Ako vam je potreban iskaz, ali iza toga želite izvesti drugi slučaj, možete koristiti iskaz goto, kao što je prikazano u slučaju NewLeft: goto case Progressive;
Iskaz goto vas ne mora prebaciti na prvi sljedeći slučaj. U sljedećoj instanci izbor Libertarian takoñer sadrži goto, ali njime se ovaj put prebacuje nazad sve do slučaja Republican. Budući d aje naša vrijednost postavljena na Libertarian, dogaña se upravo ovo. Ispiše še iskaz Libertarian, dolazi do prebacivanja na slučaj Republican, ispisuje se taj iskaz, zatim se dolazi do break, što nas prebacuje izvan switch sve do posljednjeg iskaza. Izlaz svega ovog je: Libertarians are voting Republican You voted Republican. Thank you for voting.
44
|
Programiranje C#
Obratite pažnju na uvjet default iz primjera 3-9: default: Console.WriteLine( "You did not pick a valid choice.Nn");
Ako ni jedan od slučajeva ne odgovara, pozvat će se slučaj default koji će korisnika upozoriti na pogrešku.
Iskaz svvitch i nizovi U prethodnom primjeru vrijednost prebacivanja bila je integralna konstanta. C# pruža mogućnost prebacivanja na string, što dopušta da napišete: case "libertarian” :
Ako se nizovi podudaraju, ulazi se u iskaz case.
Iteracijski iskazi C# nudi širok raspon iteracijskih iskaza, uključujući petlje for, while i do..,while te petlje foreach (nove u C jezicima, no već poznate VB programerima). Uz to, C# podržava iskaze za preskakanje goto, break, continue i return.
Iskaz goto Iskaz goto je izvor iz kojeg potječu svi ostali iteracijski iskazi. Na žalost, radi se o sjemenu iz kojeg je potekao „špageti kod“ i beskonačna zbunjenost. Najiskusniji programeri vjerojatno se ježe od iskaza goto, ali kako ne biste ostali neinformirani, evo kako se on koristi: 1. Stvorite oznaku. 2. Odete na tu oznaku. Oznaka je identifikator iza kojeg slijedi dvotočka. Naredba goto obično se povezuje s uvjetom, kao što je prikazano u primjeru 3-10. Primjer 3-10. Upotreba iskaza goto ftregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace UsingGoTo
{ class UsingGoTo
{ static void Main( string[] args )
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika Cif
|
45
Primjer 3-10. Upotreba iskaza goto (nastavak)
{ int i = 0; repeat:
// Oznaka
Console.WriteLine( "i: {0}", i ); i++; if ( i < 10 ) goto repeat;
// Zlodjelo
return;
}
}
} Kad biste pokušali nacrtati tijek kontrole u programu u kojem se često koriste iskazi goto, rezultat, brojne ukrižene i preklopljene linije, vjerojatno bi vas podsjetio na tanjur pun špageta. Otuda i potječe naziv „špageti kod“. Taj je fenomen doveo do nastanka alternativnih rješenja, poput petlje while. Mnogi programeri drže da se goto treba koristiti samo u najjednostavnijim problemima, u suprotnom je nastali kod iznimno zbunjujući i težak za održavanje.
Petlja vvhile Semantika petlje while je „dok je ovaj uvjet istinit, obavljaj taj posao11. Sintaksa je: while
(izraz) iskaz
Izraz je, kao i inače, bilo koji iskaz koji vraća vrijednost. Iskazi wbile zahtijevaju izraz koji odgovara Boolean vrijednosti (true/false), a takav iskaz može naravno biti i blok iskaza. Primjer 3-11 ažurira primjer 3-10 upotrebom petlje while. Primjer 3-11. Upotreba petlje u/hile Sregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; itendregion namespace WhileLoop
{ class WhileLoop
{ static void Main( stringf] args )
{
• int i = 0; while ( i < 1 0 )
{
Console.WiiteLine( "i: {o}", i ); i++;
}
46
|
Programiranje C#
P r im je r 3 -1 1 - U p o t r e b a p e t l j e w h ile ( n a s ta v a k ) return;
} } } Kod iz primjera 3-11 daje identične rezultate kao kod iz primjera 3-10, ali je njegova logika nešto jasnija. Iskaz while je jednostavan i kompletan, a ima značenje „dok je i manje od 10, ispisuj ovu poruku i povećavaj i “. Primijetit ćete da petlja while testira vrijednost i prije ulaska u petlju. Time se osigurava da se petlja neće pokrenuti ako je testirani uvjet netočan. Stoga, ako se i inicijalizira s U , petlja se uopće neće pokrenuti.
Petlja do...while Iskaz while se možda uopće neće izvesti ako testirani uvjet bude neistinit. Ako želite osigurati da se iskaz izvede barem jednom, koristite petlju do.. .while: do iskaz while izraz
Izraz je bilo koji iskaz koji vraća vrijednost. U primjeru 3-12 prikazana je petlja do... while. Primjer 3-12. Petlja do...while ttzegion
Using directives
using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace DoWhile
{
' class Doklhile
{ static void Main( stringj] args )
{ int i = 1 1 ; do { Console.WriteLine( "i: i++;
{o}",
i
);
} while ( i < 10 ); return 0 ;
}
}
}
Ovdje se i inicijalizira s jednom izvede.
11
i test while neće uspjeti, ali tek nakon što se tijelo petlje
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
47
Petlja for Ako pažljivo pogledate petlju while u primjeru 3-11, primjetit ćete uzorak koji se često može susresti u iterativnim iskazima: inicijalizacija varijable (i = 0), testiranje varijable (i < o), izvoñenje niza iskaza i povećavanje varijable (i++). Petlja fo r omogućava kombiniranje tih koraka u jedan iskaz petlje: for ([inicijalizatori]; [izraz]; [iteratori]) iskaz
Petlja fo r prikazana je u primjeru 3-13.
Primjer 3-13. Petlja for (tregion Using directives using Sysi:em; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace ForLoop
Ova petlja k oristi op era to r m odulo (engl. m odulus) koji je opisan kasn ije u ovom poglavlju V rijedn ost i se isp isu je sve d o k i n ije v iše k ra tn ik od 10. i f ( i % 10
== o)
Z atim se ispisuje tabulator, a iza njega vrijednost. Stoga su desetice (20, 30, 40 itd.)
ispisane uz desni rub izlaza.
Napomena za VB programere: u C # se varijable iz petlje deklariraju unutar zaglavlja iskaza fo r ili foreach a ne prije početka iskaza. To znači da su u dosegu samo unutar bloka i da ih se ne može pozivati izvan petlje. Iskaz foreach detaljnije je objašnjen u poglavlju 9.
P o jed in a čn e v rije d n o s ti se isp isu ju s p o m o ću C o n so le .W rite () koja je sličn a W riteL in e (), ali ne u n osi z n a k za novi red, što dop u šta n astav ak ispisa u istom redu.
Treba istaknuti nekoliko stvari: u petlji for uvjet se testira prije izvoñenja iskaza. Stoga se u primjeru i inicijalizira kao 0, zatim se provjerava je li manje od 100. Budući da je iskaz i < 1 0 0 točan, izvodi se iskaz unutar petlje for. Nakon izvoñenja i se povećava (i++). Upamtite da je d oseg varijable i unutar petlje for (to jest, varijabla i je vidljiva samo unutar petlje for). Primjer 3-14 se neće prevesti. Primjer 3-14. Doseg varijabli deklariranih unutar petlje for (tregion Using directives using System; using Systera.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace ForLoopScope
{
'
class ForLoopScope
{
s ta tic void Main( strin g[] args )
{
for ( int i = 0; i < 100; i++ )
{
Console.Write( "{0 } " , i ) ; i f ( i % 10 == 0 )
{ }
Console.WriteLine( " \ t{ o j", i ) ;
}
Console.Writeline( "\n Final value of i: {o}", i );
}
}
}
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
|
49
Podebljani red se ne može prevesti jer varijabla i nije dostupna izvan dosega petlje for.
Bijeli prostor i vitičaste zagrade Upotreba bijelog prostora u programiranju prilično je kontroverzna. Na primjer, ova se petlja for: for (int i=o;i
može zapisati s više razmaka izmeñu operatora: for ( int i = o; i < loo; i++ ) if ( i %
10 ==
o )
{ Console.WriteLine("Yt{o}", i);
}
} Upotreba bjelina većinom je stvar osobnog ukusa. Visual Studio 2005 omogućava da korištenje bijelog prostora konfigurirate odabirom opcije Tools -> Options -> C# -> Formatting -* Spacing.
Iskaz foreach Iskaz foreach je novina u porodici C jezika. On se koristi za petlje kroz elemente polja ili kolekcije. Ovaj iznimno koristan iskaz detaljnije ćemo obraditi u poglavlju 9.
Iskazi continue i break Ponekad se morate vratiti na početak petlje bez izvoñenja preostalih iskaza u petlji. Iskaz continue uzrokuje preskakanje preostalih koraka u petlji. Druga strana medalje je mogućnost napuštanja petlje i izravnog završavanja svih ostalih zadataka u petlji. Za tu se svrhu koristi iskaz break. tirati
U primjeru 3-15 prikazana je mehanika iskaza continue i break. Ovaj kod mi je predložio jedan od mojih recenzenata, Donald Xie, a služi razvoju sustava prometne signalizacije. Signali se simuliraju unosom brojeva i velikih slova s pomoću tipkovnice te upotrebom Console.ReadLine() koja čita teksta s tipkovnice.
50
|
Programiranje C#
IrniiS:
Algoritam je jednostavan: primitak nule znači normalne uvjete i daljnje akcije nisu potrebne, osim za bilježenje dogañaja (u tom slučaju program jednostavno ispisuje poruku na konzoli, a stvarna aplikacija mogla bi u bazu podataka unijeti zapis s vremenskom oznakom). Po primitku signala za prekid (simulira ga slovo ,,A“) problem se bilježi i proces se prekida. Na kraju, za bilo koji drugi dogañaj pokreće se alarm, koji možda obavještava policiju (ovaj primjer ne obavještava policiju, ali ispisuje poruku za uzbunu na konzoli). Ako je signal ,,X“, pokreće se alarm, ali se prekida i petlja while. P rim je r 3 - 1 5 . U p o t r e b a i s k a z a continue i break #region Using direetives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace ContinueBreak
{ class ContinueBreak
{ static void Main( stringf] args )
{ string signal = "o"; while ( signal != "X" )
// Inicijalizira s neutralnim stanjem // X označava zaustavljanje
{ Console.Write( "Enter a signal: " ); signal = Console.ReadiineO; // Obavlja neki posao, nema veze // koji je signal primljen Console.WriteLine( "Received: {o}", signal ); if ( signal == "A" )
{ // Pogrešno - prekida obradu signala // bilježi problem i prekida. Console.WriteLine( "Fault! AbortNn" ); break;
} if ( signal == "o" )
{ // Normalno stanje // bilježi i nastavlja Console.WriteLine( "Ali is well.\n" ); continue;
} // Problem. Poduzima akciju i zatim bilježi problem
P oglavlje 3 : Osnove program skog je zik a C#
|
51
Primjer 3-15. Upotreba iskaza II
continue
i break ( nastavak)
nakon toga nastavlja.
Console.WriteLine( "{0} -- raise alarm!\n", signal ); } } }
I I kraj while I I kraj main // kraj class I I kraj namespace
}
Svrha ove vježbe je pokazati kako se prilikom primanja signala Aizvodi akcija u iskazu i f i zatim program izlazi iz petlje bez pokretanja alarma. Kad je signal 0, alarm se takoñer ne treba pokrenuti te program nastavlja na početku petlje.
Operatori Operator je simbol koji uzrokuje da C # pokrene akciju. Primitivni tipovi (npr. int) podržavaju razne operatore kao što su pridruživanje, povećavanje i tako dalje.
Operator pridruživanja (= ) U ranijem odjeljku ovog poglavlja, „Izrazi11, prikazana je upotreba operatora pridruživanja. Ovaj simbol uzrokuje promjenu vrijednosti operanda s lijeve strane operatora u vrijednost koja se nalazi s desne strane operatora.
Matematički operatori U C # koristi se pet matematičkih operatora: četiri za standardne izračune i peti za vraćanje ostatka pri dijeljenju cjelobrojne vrijednosti. Upotreba tih operatora objašnjena je u sljedećim odjeljcima.
Jednostavni aritmetički operatori (+ ,
* , /)
C # nudi operatore za jednostavne aritmetičke operacije: zbrajanje (+), oduzimanje (-), množenje (*) i dijeljenje (/). O ni funkcioniraju na očekivani način, uz moguću iznimku pri dijeljenju cjelobrojnih vrijednosti s nulom. Prilikom dijeljenja jedne cjelobrojne vrijednosti s drugom, C # dijeli poput učenika u četvrtom razredu osnovne škole: odbacuje decimalni ostatak. Stoga, 17 podijeljeno sa 4 vraća vrijednost 4 (17/4=4, uz ostatak 1). C # ima poseban operator modulo (koji je opisan u sljedećem odjeljku) za vraćanje ostatka. C # vraća decimalne vrijednosti prilikom dijeljenja brojeva s pomičnim zarezom, brojeva s dvostrukom preciznošću i decimalne brojeve.
Operator modulo (%) za vraćanje ostataka Za vraćanje ostatka pri dijeljenju cijelih brojeva koristite operator modulo (%). Na primjer, iskaz 17%4 vraća 1 (ostatak nakon dijeljenja cijelih brojeva).
52
|
P ro g ra m ira n je C#
Operator modulo mnogo je korisniji nego što se to na prvi pogled čini. Kada upotrijebite modulo n na broju koji je višekratnik od n, rezultat je 0. Stoga je 80%10 = o jer je 80 cjelobrojni višekratnik od 10. Ta činjenica omogućava postavljanje petlji u kojima se akcija primjenjuje svaki n-ti put, testirajući na brojaču je li %n jednako 0. Ova je strategija korisna za petlju for, kao što je opisano ranije u ovom poglavlju. Utjecaj dijeljenja na cijele brojeve, brojeve s pomičnim zarezom, brojeve dvostruke preciznosti i decimalne brojeve prikazanje u primjeru 3-16. Primjer 3-16. Dijeljenje i operator modulo #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; »endregion namespace OivisionModulus
Pogledajmo sljedeći red iz primjera 3-16: Console.WriteLine("Integer;\t{0 }\nfloat:\t\t{l}\n", il/i2, fl/f2);
On počinje pozivanjem Console.WriteLine() i prosljeñuje sljedeći nepotpuni niz:
P oglavlje 3: Osnove program skog je zik a C#
|
53
"In te g e r :\t{0}\n
To će ispisati znakove Integ er:, zatim tabulator (Vt), prvi parametar ({o}) i znak za novi red (\n). Sljedeći odlomak niza: floa t:\t\t{l} \ n
vrlo je sličan. On ispisuje float:, zatim dva tabulatora (radi osiguravanja poravnanja), sadržaj drugog parametra ({ l}) i ponovno znak za novi red. Obratite pažnju i na sljedeći red: Console. WriteLine( "\nModulus:\t{ 0 } ", il%iz);
Ovaj put niz počinje znakom za novi red, što uzrokuje preskakanje reda točno prije ispisa niza Modulus:.
Operatori za uvećavanje i umanjivanje Uobičajen zahtjev u programiranju je dodavanje vrijednosti varijabli, oduzimanje vrijednosti od varijable ili neka druga promjena brojčane vrijednost te pridruživanje nove vrijednosti istoj varijabli. Možda ćete čak rezultat trebati dodati sasvim drugoj varijabli. Ti su slučajevi opisani u sljedeća dva odjeljka.
Operatori za izračun i ponovnu dodjelu Pretpostavimo kako varijablu mySalary želite uvećati za 5 000 . To možete učiniti ako napišete: mySalary = mySalary + 5000;
Dodavanje se provodi prije pridruživanja i ponovno pridruživanje rezultata izvornoj varijabli u potpunosti je dopušteno. Dakle, nakon što se ova operacija izvede, vrijednost mySalary bit će uvećana za 5 000 . Ovu vrstu pridruživanja možete kombinirati sa svim matematičkim operatorima: mySa!ary = mySalary * 5000; mySalary = mySalary - 5000;
i tako dalje. Potreba za uvećavanjem i umanjivanjem varijabli je toliko česta da C # sadrži posebne operatore za automatsko pridruživanje. U te se operatore ubrajaju +=, -=, /= i %= koji kombiniraju zbrajanje, oduzimanje, množenje, dijeljenje i modulo s automatskim pridruživanjem. Stoga prethodne primjere možete napisati i na sljedeći način: mySaJary += 5000; mySalary *= 5000; mySalary -= 5 0 0 0 ;
Time se mySalary uvećava za 5 000 , množi s 5 000 i od varijable mySalary se oduzima 5 000.
54
|
P ro g ra m ira n je C#
Budući da je uvećavanje i umanjivanje vrijednosti za 1 vrlo česta potreba, C # (kao i C ; C++) ima i dva posebna operatora. Za uvećavanje vrijednosti za 1 koristite operator ++, a za umanjivanje vrijednosti za jedan koristite operator Stoga, ako varijablu myAge želite uvećati za 1, možete napisati: myAge++;
Operatori prefiksa i sufiksa
Kako biste dodatno zakomplicirali stvari, varijablu možete uvećati i rezultat dodijeliti drugoj varijabli: firstValue = secondValue++;
Sad se postavlja pitanje želite li pridruživanje prije uvećavanja vrijednosti ili nakon njega? Drugim riječima, ako secondValue počinje s vrijednosti 1 0 , želite li da na kraju i firstValue i secondValue imaju vrijednost 11 ili želite da firstValue ima vrijednost 10 (početna vrijednost), a da secondValue ima vrijednost 1 1 ? C# (baš kao i C i C++) nudi dvije vrste operatora za uvećavanje i umanjivanje: prefix
\sufx. Stoga možete napisati: firstValue = secondValue++;
// Sufiks
što će prvo izvesti pridruživanje, a zatim uvećanje (firstValue=lO, secondValue=ll). Možete napisati i: firstValue = ++secondValue;
// Prefiks
što će prvo izvesti uvećavanje, a zatim pridruživanje (firstValue=ll, secondValue=ll). Važno je razumjeti različite učinke ova dva operatora koji su prikazani u primjeru
Primjer 3-1 7. Uvećavanje s pomoću operatora prefix i suftx ftregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace PrefixPostfix
{ class PrefixPostfix
{ static void Main( stringf] args )
{ int valueOne = 10; int valueTwo; valueTwo = valueOne++; Console.WriteLine( "After postfix: {o}, {i}", valueOne, valueTwo );
P oglavlje 3: Osnove program skog je z ik a C#
|
55
Primjer 3-17. Uvećavanje s pom oću operatora prefix i sufix (nastavak) valueOne = 20; valueTwo - ++valueOne; Console.WriteLine( "After prefix: {0}, {l}", valueOne, valueTwo );
}
} }
Relacijski operatori Relacijski se operatori koriste za usporedbu dvije vrijednosti i vraćaju Boolean vrijednost (istinito ili neistinito). Operator veće od (>)vraća istinitu vrijednost ako je vrijednost s lijeve strane operatora veća od vrijednosti s desne strane. Stoga 5>2 vraća true, a 2>5 vraća -false. Relacijski operatori jezika C # prikazani su u tablici 2-3. Ona pretpostavlja dvije varijable: bigValue i smallValue, gdje bigValue ima vrijednost 100, a smallValue vrijednost 50. T ablica 3 - 3 . R e la c ijsk i o p e r a t o r i je z ik a C # (p retp o sta v lja s e d a j e bigValue = 100 i smallValue = 50)
Naziv
Operator
Iskaz
Vrijednost iskaza
Jednako
==
bigValue == 100 bigValue == 8 0
true false
bigValue != 1O0
false
bigValue != 80
true
Nijejednako
f=
Veće od
>
bigValue > smallValue
true
Veće ilijednako
>=
bigValue >= smallValue smallValue >= bigValue
true false
Manje od
<
bigValue < smallValue
false
Manje ilijednako
<=
smallValue <= bigValue bigValue <= smallValue
true false
Relacijski operatori funkcioniraju na uobičajeni način. Meñutim, obratite pažnju na operator jednakosti (==) koji se piše s dva uzastopna znaka jednako (=) (tj. izmeñu njih ne smije biti razmaka). C # prevoditelj taj par znakova tretira kao jedan operator. Operator jednakosti jezika C # (==) testira jednakost objekata s obje strane operatora. On vraća Boolean vrijednost (true ili fa lse ) pa iskaz: myX == 5;
v ra ća v rije d n o s t tr u e a k o i sa m o a k o v a rija b la myX im a v rije d n o st 5.
56
|
P ro g ra m ira n je C#
O perator pridruživa.nja (=) s. e često mi>je--š--a----s-- Jo/pV e.UrVaVtoIUro1 1m jeUdUndat VkUobsltl i (==) 1 IV D ru gi se saston od dva 7 naka ip r ln a ^ e ; ------- • D gl Se sast0 ,‘ od dva znaka jed n akosti, a prvi od sam o jednog.
7-,
Upotreba logičkih operatora s uvjetima Iskazi i f (objašnjeni ranije u ovom poglavlju) testiraju istinitost uvjeta. Često ćete trebati testirati jesu li oba od dva uvjeta istinita, je li istinit samo jedan ili su oba neistinita. C# za to nudi skup logičkih operatora koji su prikazani u tablici 3-4. U ovoj tablici pretpostavljene su dvije varijable, x i y, od kojih * ima vrijednost 5 , a y vrijednost 7 . Tablica 3 - 4 . L o g ič k i o p e r a to r i je z ik a C # (p retp ostav lja s e d a j e x = 5 a y = 7 )
§ &
Operator
Iskaz
I
&&
(x == 3) && (y == 7 )
fa ls e
IL I
N
(* == 3) || (y == 7)
true
•
! (x =
N
E
Vrijednostiskaza
3)
true
Operator I testira jesu li oba iskaza istinita. Prvi red u tablici 3 -4 sadrži primjer koji prikazuje upotrebu operatora I: y 1 J (x == 3 ) && (y == 7 )
Cijeli je izraz neistinit jer je neistinita jedna strana (x == 3 ). Kod operatora IL I jedna ili obje strane moraju biti istinite. Izraz je neistinit samo ako su obje strane neistinite. Stoga, u slučaju primjera iz tablice 3-4: (x = = 3 ) || (y == 7 )
cijeli je izraz istinit jer je istinita jedna strana (y==7). primjeru-310"3 • (x -
S d a i“
‘S!
^
je im z " eistinit 1obrnut0' Dakle, u navedenom
3)
; : d ; z v ; K ,ira n i izr“ (” - s
n“ tinit ^
^
Prednost operatora S a p L
T
< * < * « * » . A K « Pri-
myVariable = 5 + 7 * 3 ;
n Td eln elj-trebt Pr0Cijen'^ tH ° PeJrat0ra (=’ +1 PWqena može•na Primjer, ići s lijeva Se; njedn0St 5 dodij elila varijabli myVariable, zatim bi se 7 zbrojilo očirn ’ ° P° mn0Ži]0 s 3 ™ - no ta bi se vrijednost zatim odbacila. To očito nije pravi način.
P o g lavlje 3 : Osnove programskogjezika Of
|
57
Pravila prednosti prevoditelju govore koje operatore treba prvo procijeniti. Kao što je to slučaj i u algebri, množenje ima prednost ispred zbrajanja, stoga je 5+7*3 jednako 26, a ne 36. 1 zbrajanje i množenje imaju prednost pred pridruživanjem pa će prevoditelj prvo riješiti matematiku, a tek nakon toga rezultat (26) pridružiti varijabli myVariable.
Za promjenu redoslijeda operacija se u C# , kao i u algebri, koriste zagrade. Stoga rezultat možete promijeniti ako napišete: myVariable = (5+7) * 3;
Izravna procjena P ogledajm o slje d e ći o d lo m a k kod a: int x = 8; if ((* == 8) U
1 2 ))
(y «
Ovdje naveden iskaz i f pom alo je složen. Cijeli iskaz i f nalazi se unutar zagrada, kao i svi iskazi i f u jeziku C $ . Stoga, da bi iskaz i f bio istin iti, sve unutar vanjskih zagrada mora biti istinito. U nutar vanjskih zagrada nalaze se dva iskaza (x==8) i (y==l2), koji su odvojeni operatorom ILI (||). Budući da je x jedn ak o 8 , prvi iskaz (x— 8) je istin it. Drugi iskaz (y==i2) ne treba se provjeravati je r za istinitost cijelog izraza nije bitno je li y jedn a ko 12. Pogledajmo i ovaj odlom ak koda: in t x = 8;
if ((x == 5) && (y == 12)) Ponovno se drugi iskaz ne mora provjeravati. Budući da je prvi iskaz neistinit, I mora im ati vrijednost neistinito (oba provjerena izraza m oraju biti istin ita kako bi iskaz I bio istinit). U ovakvim slu čajevim a, C # će skratiti provjeru. D rugo testiranje se uopće neće provesti.
Zbog ovakvog grupiranja elemenata pridruživanja, prevoditelj zbraja 5 i 7, rezultai množi s 3 i zatim dobijenu vrijednost (36) dodjeljuje varijabli myVariable. Sažeti prika; prednosti operatora možete pronaći u tablici 3-5. Tablica 3-5. Prednost operatora Kategorija
Operatori
Primarni
( x ) x . y x - > y f ( x ) a [ x ] x++ x - - n e w ty p e o f s i z e o f ch e cke d un checked s t a c k a l lo c
Unarni
+ -!~ + + x -x (T )x * x & x
Množenje
+ /%
Zbrajanje
+ -
Pomak
«
58
|
P ro g ra m ira n je C#
»
Tablica 3-5- Prednost operatora (nastavak)
f kategorija
Operatori < > < = > = isas
Relacijski jednakost Logičko I
&
Logičkoekskluzivno ILI
A
Logičko ILI Uvjetno I
&&
Uvjetno ILI
II
Uvjetni Pridruživanje
= *= / = + = -= « = & =
a
= |=
U nekim složenim jednadžbama možda ćete morati ugnijezditi zagrade kako biste osigurali ispravan redoslijed operacija. Pretpostavimo da želite saznati koliko sekundi moja obitelj izgubi svakog jutra. Ispostavlja se da odrasli svakog jutra potroše 20 minuta uz kavu i 10 minuta čitajući novine. Djeca na ljenčarenje potroše 30 minuta, a na svañu 10 minuta. Evo mog algoritma; (((minOrinkingCof-fee
+ minRead ing N ewspape r )* nu mAdu lts ) +
((minDaivdling + min Arguin g) * numChildren)) * secondsPerMinute.
lako ovaj algoritam funkcionira, teško ga je pročitati i ispravno sastaviti. Sljedeći način korištenja meñuvarijabli mnogo je jednostavniji: wastedByEachAdult = minDrinkingCoffee + minReadingNeivspaper; wastedByAHAdults = wastedByEachAdult * numAdults; wastedByEachKid = minDawdling + minArguing; wastedByAUKids = wastedByEachKid * numChildren; wastedByFamily = wastedByAllAdults + wastedByAllKids; totalSeconds = wastedByFamily * 60;
U drugom se primjeru koristi mnogo više varijabli, ali je taj primjer mnogo lakše pročitati i razumjeti te (najvažnije od svega) u njemu ispraviti pogreške. Prilikom pregledavanja ovog programa alatom za ispravljanje pogrešaka možete lako uočiti meñuvrijednosti i provjeriti jesu li one ispravne.
Ternarni operator Iako većina operatora zahtjeva jedan (npr. myValue++) ili dva izraza (npr. a+b) postoji jedan operator koji zahtjeva tri: ternarni operator (?:): uvjetni izraz ? izrazi : izraz2
Ovaj operator procjenjuje uvjetni izraz (izraz koji vraća vrijednost tipa bool), a zatim poziva iz razi ako je uvjetni izraz vratio istinitu vrijednost ili izraz 2 ako je vraćena neistinita vrijednost. Logika je „ako je ovo istinito, učini prvo, u suprotnom učini drugo". To je prikazano u primjeru 3-18.
P o g lavlje 3: Osnove program skog je zika C#
|
59
Primjer 3-18. Ternarni operator #region Using directives using System; using System.Collections.Ceneric; using System.Text; #endregion namespace TernaryOperator
U Primjeru 3-18 ternarni se operator koristi za testiranje je li valueOne veće od valueTwo. Ako je to slučaj, vrijednost valueOne se dodjeljuje cjelobrojnoj varijabli maxValue. U suprotnom se vrijednost valueTwo dodjeljuje maxValue.
Naredbe za pretprocesor U svim dosad navedenim primjerima prevodili ste cjelokupni program. Ponekad je, meñutim, potrebno prevesti samo dijelove programa - na primjer, ovisno o tome ispravljate li pogreške ili prevodite finalni kod. Prije nego što je kod preveden, pokreće se drugi program koji se naziva pretprocesor i priprema program za prevoditelj. Pretprocesor provjerava postoje li u kodu posebne naredbe za pretprocesor koje uvijek počinju znakom ljestve (# ). Ove naredbe omogućavaju zadavanje identifikatora i testiranje njihova postojanja.
Definiranje identifikatora Naredba #define DEBUG definira identifikator pretprocesora DEBUG. Iako se druge direktive za pretprocesor mogu nalaziti bilo gdje unutar koda, identifikatori se moraju definirati prije svakog drugog koda, uključujući iskaze using.
60
|
P ro g ra m ira n je C#
0
D d ^ n c Z C i C + + P m 8 m m e r e : C # P retprocesor primjenjuje s a m o p o d s k u p C + + pretprocesora i ne podržava m a k r o naredbe.
Možete p ro v jeriti je li DEBUG d efin ira n s iskazo m # i f . D a kle, m ožete napisati: #define DEBUG 1 1 ..
. normalni kod na koji pretprocesor ne djeluje
#if DEBUG // kod koji će biti uključen u uklanjanje pogrešaka #else #endif°d ^ 1 1 ..
^
UkljUČen ^
ne radi isPr^ l ja nj e pogrešaka
. normalni kod na koji pretprocesor ne djeluje
Kad se p re tp ro ce so r p o k re n e , v idjet će iskaz # def.ne i zab ilježiti id en tifika to r DEBUG P retprocesor p resk a če u o b iča je n C # kod i p ron ala zi blo k # i f - # e ls e - # endif. Jskaz i f pro vjerava p o sto ji li id e n tifik a to r DEBUG ko ji uistinu p o sto ji i stoga se kod
»meñu « f , » , 1 « prevodi „ p,„gram - ali se kod lzmeñu
, , ej di ' J
J
Taj se kod uopće ne pojavljuje u sklopu - kao da ga uopće niste n. napisali.
'
Dk i kaZ " t0 j6 S t ’ ^ Ste t6Stlrali P ° St0ji H >de n tifik a to r koji n ije p o sto ja o kod izm eñu # i f i # e ls e se ne bi prevodio , za razliku od koda izm eñu # i f i ifen dif. **
r*&-
Pretprocesor ne utječe na kod koji se ne nalazi izmeñu #if/#endif i on
t „ se prevodi u program.
ik '
Poništavanje definiranih identifikatora k o ^ "‘rani ‘dentifikator možete Por,ištiti s pomoću #undef. Pretprocesor prolazi kroz #undef illdo3 Prema, dnU’ St° ga S£ identifikator definira od iskaza #define do iskaza #undef ih do završetka programa. Stoga, ako napišete: #define DEBUG #if DEBUG // ovaj će se kod prevesti #endif #undef DEBUG # if DEBUG // ovaj kod se neće prevesti #endif
k p ' o n t o n " Ć' “ ' i ' *
defil,lran0)’
dra* i
Poglavlje 3: Osnove programskog jezika C#
™
|
61
#if, #elif, #else i #endif Za pretprocesor ne postoji naredba switch, ali naredbe # e lif i # else pružaju veliku prilagodljivost. Naredba # e lif omogućava logiku „u suprotnom-ako“ tj. „ako DEBUG onda prva akcija, u suprotnom ako TEST onda druga akcija, inače treća akcija": ftif DEBUG I I prevodi ovaj kod ako je definirano debug #elif TEST I I prevodi ovaj kod ako debug nije definirano I I ali je definirano TEST #else I I prevodi ovaj kod ako ni DEBUG ni TEST I I nije definirano #endif
U ovom primjeru pretprocesor prvo provjerava je li definiran identifikator DEBUG. Ako jest, prevodit će se kod izmeñu #if i #elif, a ostatak koda sve do #endif se neće prevoditi. Ako (i samo ako) identifikator DEBUGnije definiran, pretprocesor će provjeriti je li definiran TEST. Pretprocesor će postojanje identifikatora TEST provjeriti samo ako DEBUG nije definiran. Ako je TEST definiran, prevodit će se kod izmeñu direktiva #elif i #else. Ako se ustanovi kako ni TEST ni DEBUG nisu definirani, prevodit će se kod izmeñu iskaza #else i #endif.
#region Naredba itregion polje teksta označava komentarom. Ona se u prvom redu upotrebljava da bi se alatima kao sto je Visual Studio .N ET omogućilo izdvajanje odreñenog dijela koda i njegovo sažimanje u programu za ureñivanje tako da se vidi samo naredba itregion i njen komentar. Kad, na primjer, pišete Windows aplikaciju (sto je objašnjeno u poglavlju 13), Visual Studio stvara područje za kod koji će upisati razvojni inženjer. Kad se područje proširi, ono izgleda poput područja prikazanog na slici 3-3 (napomena: na slici je radi lakšeg snalaženja područje istaknuto i označeno četverokutom). Možete vidjeti područje označeno naredbama itregion i ifendregion. Meñutim, kad područje sažmete, vidjet ćete samo komentar područja (Windows Form Designer generated code), kao što je prikazano na slici 3 -4 .
62
|
Programiranje C#
S'
|f.-hyu'ii U irid ous Focin D e s i g n e r y-ru ;t.H L-d c o d e
j»r. i v u t c v o>rl I n i t - u v l Lr-eCcvropoirem; O
D I .
t h i s . j U i t o S c a l e B u s e S i s e - ncw 5 ? s t e j n . l ov ikj S i . i t ( S , 1 3 ) ; c U i a . C l i e n L 3 i c e " n t c S y s t c » . P r a u m g . S i s e (2 5 2 , 2 7 3 ) ;
ibia.Neune - "Formi";
t b i 3 . T e x t ' " F o r m i" ; t M s . L o a d +*■ n a v S y o r e i o . E v e n t H a n d l e r ( th l a . F o r m i L o a d ) ;
Slika 3-3. Proširivanje područja koda u Visual Studiju
I r i n d o t ’a
For;^ I i e a i g r .a r g c n e r a t & d
csdoj
Slika 3-4. Sažeto područje koda
Poglavlje 3: Osnove programskogjezika C#
|
63
POGLAVLJE 4
Klase i objekti
U poglavlju 3 objasnili smo primitivne tipove koji su dio jezika C# , poput in t, long i char. Bit jezika C # zapravo je mogućnost stvaranja novih, složenih tipova koje definira sam programer, a koji jasno preslikavaju objekte od kojih se sastoji problem koji pokušavate riješiti. Upravo je ova mogućnost stvaranja novih tipova glavna karakteristika objektno orijentiranih jezika. Nove tipove u jeziku C # zadajete deklariranjem i definiranjem klasa. Tipove možete definirati i s pomoću sučelja (engl. interfaces ), što je detaljnije objašnjeno u poglavlju 8. Instance klase nazivaju se objekti (engl. objects). Objekti se stvaraju u memoriji prilikom izvoñenja programa. Razlika izmeñu klase i objekta jednaka je razlici izmeñu koncepta psa i stvarnog psa koji vam možda sjedi kraj noge dok ovo čitate. Definiciji psa ne možete baciti štap, to možete učiniti samo s instancom. Klasa Dog opisuje kakvi su psi: oni imaju svoju težinu, visinu, boju očiju, boju dlake, narav i tako dalje. Karakteriziraju ih i akcije koje mogu izvesti, na primjer, mogu jesti, hodati, lajati i spavati. Odreñeni pas (npr. moj pas Milo) ima odreñenu težinu (31 kg) i visinu (55 cm), boju očiju (crna), boju dlake (žuta), narav (pravi anñeo) i tako dalje. On ima iste sposobnosti kao svi psi (iako oni koji ga poznaju misle kako primjenjuje samo metodu jedenja). Ogromna prednost klasa u objektno orijentiranom programiranju je da su u njima osobine i sposobnosti entiteta učahurene (engl. encapsulated ) u jedinstvenoj, samostojnoj i samoodrživoj jedinici koda. Kada, na primjer, želite sortirati sadržaj instance padajućeg popisa, samo popisu kažete da se sortira. Kako će to učiniti nije bitno - sve što je bitno je da je sortiranje izvedeno. Učahurivanje, zajedno s polimorfizmom (engl. polymorphism) i nasljeñivanjem (engl. inheritance), je jedan od tri osnovna načela objektno orijentiranog programiranja. Stari programerski vic kaže: „Koliko je objektno orijentiranih programera potrebno da bi se promijenila žarulja? Odgovor: nijedan, žarulji jednostavno kažete da se sama promijeni (drugi odgovor: nijedan, Microsoft je standard promijenio na mrak)“.
64
I
U ovom su poglavlju opisane značajke jezika C # koje se koriste za zadavanje novih klasa. Elementi klase - ponašanja (engl. behaviors) i svojstva (engl. properties) - zajednički se nazivaju članovima klase (engl. class members). U ovom poglavlju opisat ćemo kako se metode koriste za definiranje ponašanja klase i kako se stanje klase održava u varijablama članicama (koje se često nazivaju polja (engl.fields)). Pored toga, poglavlje se bavi i svojstvima koja razvojnim inženjerima izgledaju poput metoda, a klijentima klase kao polja.
Definiranje klasa Za definiranje novog tipa ili klase prvo treba deklarirati, a zatim definirati pripadajuće metode i polja. Klasa se deklarira s pomoću ključne riječi class. Potpuna sintaksa glasi: [atributi] [modifikator pristupa] class identifikator [:osnovna klasa [,sučelja(e)]] (tijelo klase}
Atributi su objašnjeni u poglavlju 8; modifikatori pristupa su objašnjeni u sljedećem odjeljku (kao modifikator pristupa klase obično se koristi ključna riječ public). identifikator je naziv klase koji unesete. Neobavezna osnovna klasa objašnjena je u poglavlju 5. Definicije članova od kojih se sastoji tijelo klase pišu se izmeñu vitičastih zagrada ({})• Napomena za C i C++ programere: u C # definicija klase ne završava točkom-zarez, no ako je slučajno dodate, program će se svejedno prevesti.
U C# se sve dogaña unutar klase. Dosad, meñutim, nismo instancirali nijednu instancu klase; to jest, nismo stvorili nijedan objekt. Koja je razlika izmeñu klase i instance te klase? Kako bismo odgovorili na to pitanje, krenut ćemo od razlike izmeñu tipa in t i varijable tipa int. Možete, na primjer, napisati: int mylnteger = 5;
no ne možete napisati: int = 5;
Vrijednost se ne može dodijeliti tipu. Ona se dodjeljuje objektu koji pripada tom tipu (u ovom slučaju, varijabli tipa int). Prilikom deklariranja nove klase programer definira svojstva svih objekata koji pripadaju toj klasi, kao i njihova ponašanja. Na primjer, stvarate li okoliš s prozorima trebat ćete stvoriti standardne elemente prozora (u Windows programiranju oni se nazivaju kontrole (engl. Controls)) kako biste korisniku pojednostavili interakciju s aplikacijom. Jedna od zanimljivijih kontrola je padajući popis koji prikazuje niz opcija i korisniku omogućava da odabere neke od njih.
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
65
Padajući popisi imaju različite karakteristike - na primjer, visinu, širinu, položaj i boju teksta. Programeri od padajućih popisa obično očekuju i odreñena ponašanja: oni se mogu otvoriti, zatvoriti, sortirati i tako dalje. Objektno orijentirano programiranje dozvoljava stvaranje novog tipa, ListBox, u kojem su učahurene sve ove karakteristike i mogućnosti. Takva klasa kao članove može imati varijable height, width, location i text_ color te metode so rt(), add(), remove() itd. Tipu ListBox ne možete dodijeliti podatke. Prvo morate stvoriti objekt tog tipa, kao u sljedećem odlomku koda: ListBox myListBox;
Kad ste stvorili instancu ListBox, njenim poljima možete dodijeliti podatke. Uzmimo za primjer klasu koja služi za praćenje i prikaz vremena. Unutarnje stanje klase mora moći prikazati tekuću godinu, mjesec, datum, sat, minutu i sekundu. Vjerojatno ćete htjeti da klasa vrijeme prikazuje u različitim formatima. Takvu klasu možete implementirati definiranjem jedne metode i šest varijabli, kao što je prikazano u primjeru 4-1. Primjer 4-1. Jednostavna klasa za prikazivanje vremena Kregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace TimeClass
{ public class Time
{ // privatne varijable int Vear; int int int int int
Month; Date; Hour; Minute; Second;
// javne metode public void DisplayCurrentTime()
{ Console.WriteLine( "stub for DisplayCurrentTime" );
} } public class Tester
66
|
Programiranje C#
p imjer 4-1- J ednostavna ^
^ asa za Pokazivanje vremena (nastavak)
static void Main()
{
Time t = new Time(); t .DisplayCurrentT ime();
<*».
S
Prilikom prevoñenja ove klase primit ćete upozorenja o tome da se varijable članice Time (Vear, Mgnth itd.) nikad ne koriste. Zasad zanema*' rite ta upozorenja (iako upozorenja uglavnom nije dobro zanemarivati, osim ako niste potpuno sigurni o čemu se radi i zašto ih možete zanemariti). U ovom slučaju pravimo samo kostur klase Time i, da se radi o stvarnoj klasi, ove članove bi koristili u drugim metodama.
Jedina metoda deklarirana unutar definicije klase Time je DisplayCurrentTime(). Tijelo metode je definirano unutar definicije same klase. Za razliku od ostalih jezika (kao što je C++), C# ne zahtijeva da se metode deklariraju prije nego što se definiraju^ niti podržava stavljanje deklaracija i koda u različite datoteke (u C# ne postoje datoteke zaglavlja). Sve metode jezika C # definiraju se u kodu, kao što je prikazano u primjeru 4-1 kod DisplayCurrentTime(). Metoda DisplayCurrentTime() definirana je tako da vraća void tj. ona metodi koja ju pozove neće vratiti vrijednost. Zasad je tijelo ove metode izbrisano. D efinicija k la se Time završava d e k la ra c ijo m n e ko lik o v a rija b li č la n ic a : Year, Month, Date, Hour, Minute i Second.
Nakon zatvorene zagrade definira se druga klasa, Tester. Ona sadrži već poznatu metodu Main(). U metodi Main() je stvorena instanca varijable Time i njena je adresa dodijeljena objektu t . Budući d aje t instanca varijable Time, Main() može s objektima tog tipa iskoristiti metodu DisplayCurrentTime() i pozvati je kako bi se prikazalo vrijeme: t.DisplayCurrentTime();
Modifikatori pristupa Modifikator pristupa zadaje koje metode drugih klasa mogu vidjeti i koristiti odreñenu varijablu ili metodu unutar klase. U tablici 4-1 možete vidjeti sažetak modifikatora pristupa u jeziku C# .
Nema ograničenja. Članovi ograničeni modifikatorom public vidljivisu svim metodama izsvih
private
Članovima klase A koji su označeni modifikatorom p r i v a t e mogu pristupiti samo metode klase A.
protected
Članovima klase A koji su označeni modifikatorom p r o t e c t e d mogu pristupiti metode klase A i metode onih klasa koje su izvedene iz klase A.
internal
Članovima klase A koji su označeni modifikatorom i n t e r n a l mogu pristupiti metode svih klasa iz sklopa klase A.
protected internal
Članovima klase A koji su označeni modifikatorom p r o t e c t e d i n t e r n a l mogu pristupiti metode klase A, metode klasa koje su izvedene iz klase A i metode svih klasa iz sklopa klase A. Ovo je zapravo p r o t e c t e d ILI i n t e r n a l (ne postoji koncept p r o te c te d I i n t e r n a l ) .
klasa.
Članove klase je poželjno označiti modifikatorom private. To znači da njihovoj vrijednosti mogu pristupiti samo metode koje su članice te klase. Budući da je private podrazumijevana razina pristupa, ne morate je eksplicitno navoditi, ali vam preporučujem da to ipak učinite. Dakle, deklaracije varijabli iz primjera 4-1 trebale su biti napisane na sljedeći način: // privatne varijable private int Vear; private int Month; private int Date; private int Hour; private int Minute; private int Second;
Klasa Tester i metoda DisplayCurrentTime() deklarirane su kao public kako bi ih mogle koristiti druge klase. Dobra je programerska praksa izričito zadati dostupnost svih metoda i članova klase. Iako se možete osloniti na činjenicu da se sve klase prema zadanim postavkama deklariraju kao private, izričito zadavanje pristupa označava svjesnu odluku i olakšava pregled koda.
Argumenti metoda Metode mogu imati beskonačan broj param etara.' Popis parametara nalazi se iza naziva metode unutar zagrada, a ispred svakog parametra stoji njegov tip. Sljedećom se deklaracijom, na primjer, definira metoda MyMethod() koja vraća vrijednost void (tj. ne vraća nikakvu vrijednost) i koja ima dva parametra: cjelobrojnu vrijednost i gumb.
Termini „argument" i „parametar" se često koriste za istu stvar iako neki programeri inzistiraju na razlikovanju deklaracije parametra i argumenta proslijeñenih prilikom pozivanja metode.
} Parametri unutar tijela metode funkcioniraju kao lokalne varijable, kao da ste ih deklarirali u tijelu metode i inicijalizirali ih s proslijeñenim vrijednostima. U primjeru 4-2 prikazan je način prosljeñivanja vrijednosti u metodu —u ovom slučaju radi se o vrijednostima tipa int i float. Primjer 4-2. Prosljeñivanje vrijednosti u SomeMethodO Kregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace PassingValues
{ public class MyClass
{ public void SomeMethodf int firstParam, float secondParam ) Console.Writeline( "Here are the parameters received: {o}, {i}", firstParam, secondParam );
}
}
public class Tester
{ static void Main()
{
•
int howManyPeople = 5; float pi = B.i4f;
MyClass mc = new HyClass(); mc.SomeMethod( howManyPeople, pi );
}
}
}
Metoda SomeMethod() prihvaća int i float iprikazuje ih koristeći Console.WriteLine(). Parametri firstParam i secondParam se tretiraju kao lokalne varijable unutar SomeMethod(). Napomena za VB6 programere: metode jezika C # ne dopuštaju dekla5$
riranje dodanih argumenata. Umjesto toga za stvaranje metoda koje deklariraju druge kombinacije argumenata morate koristiti preopterećivanje metode. Više informacija potražite u odjeljku „Preopterećivanje metoda i konstruktora'1u ovom poglavlju.
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
69
U pozivajućoj metodi (Main) stvaraju se i inicijaliziraju dvije lokalne varijable (howManyPeople i pi). One se kao parametri prosljeñuju SomeMethod( ). Prevoditelj howManyPeople preslikava u firstParam, a pi u secondParam na temelju njihova položaja u popisu
parametara.
Stvaranje objekata U poglavlju 3 objašnjena je razlika izmeñu vrijednosnih tipova i referentnih tipova. Primitivni tipovi jezika C # (in t, char itd.) su vrijednosni tipovi i stvaraju se na stogu. Za razliku od njih, objekti su referentni tipovi i stvaraju se na gomili s pomoću ključne riječi new. Na primjer: Time t = new Time();
t zapravo ne sad rži v rije d n o s t za o b je k t Time, već sa m o a d resu tog (neim enov ano g) o b je k ta koji je stvo ren na g o m ili, t je sa m o referen ca tog o b je k ta .
a*
Napomena za VB6 programere: dok se u VB 6 ključne riječi Dim i Newne bi trebale koristiti u istom redu jer to narušava izvedbu, u C # to nije slučaj. Stoga u C # ne postoji zapreka korištenju ključne riječi new prilikom deklariranja varijable objekta.
Konstruktori U primjeru 4-1 primijetit ćete kako iskaz kojim se stvara objekt Time izgleda kao da poziva metodu: Time t = new Time();
Metoda se zapravo i poziva svaki put kad instancirate objekt. Ta se metoda naziva konstruktor i morate ju definirati u okviru definicije klase ili dopustiti da je CLR osigura umjesto vas. Zadatak konstruktora je stvaranje objekta koji je definiran klasom i njegovo postavljanje u ispravno stanje. Prije pokretanja konstruktora objekt je samo još jedan dio memorije. Nakon što se konstruktor izvede u memoriji će stajati valjana instanca klase type. Klasa Time iz primjera 4-1 ne definira konstruktora. Ako konstruktor nije deklariran, prevoditelj će ga sam pružiti. Podrazumijevani konstruktor stvara objekt, ali ne izvodi nikakvu drugu akciju. Varijable koje su članice klase inicijaliziraju se u bezazlene vrijednosti (cjelobrojne vrijednosti se inicijaliziraju s nulom, nizovi s praznim nizom itd.).' U tablici 4-2 nalazi se popis vrijednosti koje se podrazumijevano dodjeljuju primitivnim tipovima.
Kad pišete vlastiti konstruktor vidjet ćete da su vrijednosti inicijalizirane prije pokretanja konstruktora. Postoje dva koraka u proesu stvaranja objekta - prvo se izvodi „magija" na razini CLR-a koja resetira sva polja i čini sve što je potrebno učiniti kako bi se napravio odgovarajući objekt i zatim se prelazi na konstruktor koji ste pružili (ako jeste).
70
|
Programiranje C#
Tablica 4-2. Primitivni tipovi i njihove podrazumijevane vrijednosti Tip
Podrazumijevana vrijednost
brojčani (int, long, itd.)
o
logički
False
char
,\o'
enum
o
reference
nuli
(nuli)
U većini slučajeva ćete konstruktor definirati sami i proslijediti mu argumente kako bi mogao postaviti objekt u početno stanje. Za potrebe primjera 4-1 pretpostavimo kako želite upisati tekuću godinu, mjesec, datum i tako dalje, tako da objekt bude stvoren sa smislenim podacima. Za definiranje konstruktora deklarirajte metodu s istim imenom kao i klasa u kojoj je deklarirate. Konstruktori nemaju povratni tip i obično se deklariraju kao javni (public). Ako postoje argumenti za prosljeñivanje, popis argumenata definirajte kao i za bilo koju drugu metodu. U primjeru 4-3 prikazano je deklariranje konstruktora za klasu Time koja prihvaća jedan argument, objekt tipa DateTime. Primjer 4-3. Deklariranje konstruktora #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace DeclaiingConstructor
{ public class Time
{ // privatne varijable članice int Year; int Month; int Date; int Hour; int Minute; int Second; // javne metode za pristupanje public void DisplayCurrentTime()
Primjer 4-3. Deklariranje konstruktora (nastavak) 11 konstruktor public Time( System.DateTime dt )
{ Year = dt.Year; Month = dt.Month; Date = dt.Day; Hour = dt.Hour; Minute = dt.Minute; Second = dt.Second;
}
}
public class Tester
{ static void Main()
{ System.DateTime currentTime = System.DateTime.Now; Time t = new Time( currentTime ); t.DisplayCurrentTime();
}
} }
U ovom primjeru konstruktor prihvaća objekt DateTime i inicijalizira sve pripadajuće varijable na temelju vrijednosti unutar objekta. Kad konstruktor završi, objekt Time postoji i vrijednosti su inicijalizirane. Kad se u Main() pozove DisplayCurrentTime(), prikažu se vrijednosti. Pokušajte jedno od pridruživanja izdvojiti u komentar i ponovno pokrenuti program. Vidjet ćete kako je prevoditelj varijablu članicu inicijalizirao u 0. Cjelobrojne varijable članice se postavljaju na 0 ako im ne dodijelite neku drugu vrijednost. Upamtite, incijalizacija vrijednosnih tipova (npr. cjelobrojnih vrijednosti) se ne može poništiti. Ako ne zadate što konstruktor treba raditi, on će pokušati učiniti nešto bezazleno. U primjeru 4-3 objekt DateTime je stvoren u metodi Main() klase Tester. Ovaj objekt, koji daje biblioteka System, nudi nekoliko javnih vrijednosti - Year, Month, Day, Hour, Minute i Second - koje odgovaraju privatnim varijablama objekta Time. Uz to, objekt DateTime nudi i statičko svojstvo Now koje je referenca instance objekta DateTime inicijaliziranog s trenutnim vremenom. Pogledajte istaknuti dio koda unutar Main() gdje je objekt DateTime stvoren pozivanjem statičkog svojstva Now. Now stvara vrijednost DateTime koja se u ovom slučaju kopira u varijablu currentTime na stogu. Varijabla currentTime se kao parametar prosljeñuje konstruktoru Time. Parametar konstruktora Time, dt, je kopija objekta DateTime.
72
|
Programiranje C#
Inicijalizatori Vrijednosti varijabli članica mogu se inic.jalizirati u incijalizatoru (engl. initializer) umjesto u svakom konstruktoru. Inicijalizator možete stvoriti pridruživanjem početne vrijednosti elanu klase: private int Second
= 30;
// inicijalizator
Pretpostavimo da je semantika našeg objekta Time takva da se, bez obzira na postavljeno vrijeme, sekunde uvijek iničijaliziraju na 30. Kad bi klasu Time ponovno napisali tako da koristi incijahzator, bez obzira na to koji se konstruktor pozove vrijednost Second bi se uvijek micijalizirala eksplicitno s pomoću konstruktora ili implicitno s pomoću lnicijanzatora. Pogledajte primjer 4-4.
riČ r
U primjeru 4 -4 koristi se preopterećeni (engl. overloaded ) konstruktor, <£>’ 4 « . ? .Zna
Primjer 4-4. Korištenje inicijalizatora (tregion Using direetives using System; using System.Collections.Ceneric; using 5ystem.Text; kendregion namespace Initializer
Sy st em .D at eT im e curr en t T im e = System.Date Time. Now; Ti me t = new Time ( c u rr en t T im e );
t .DisplayCurrentTime(); Time t2 = new Time( 2005, 11 i 18 > H > 45 ), 12.DisplayCurrentT ime();
je s 3 0 : private int Second
= 30;
// inicijalizator
Ako za"Second ne bude proslijeñena vrijednost, ona će se prilikom stvaranja t2 postaviti na
30:
Time t2 = new Time(2005,n,l8,ll>45); t 2 .DisplayCurrentTime();
74
|
Programiranje Ctt
jVfeñutim, ako je Second dodijeljena vrijednost, kao što je to učinjeno u konstruktoru (koji prihvaća objekt DateTime, podebljan u ispisu), ta će vrijednost zamijeniti inicijaliziranu vrijednost. Prilikom prvog pozivanja D isplay C urrentTim e() p o zivam o k o n stru k to r k o ji p rih v aća objekt DateTime, a seku n de se in icija liz ira ju s 54. P rilik o m dru gog pozivanja poziva se m etoda, izričito p o stav ljam o v rijem e na 1 1 :4 5 (b ez seku ndi) i dalje preuzim a in icijalizator.
Da u programu nije bilo inicijalizatora i da se za Second vrijednost nije dodijelila na neki drugi način, CLR bi vrijednost inicijalizirao s 0. Napomena za C++ programere: u C # nema konstruktora za kopiranje, pa se semantika kopiranja postiže implementacijom sučelja ICloneable.
Sučelje ICloneable .N E T kostur definira sučelje IC lo n ea b le radi podrške konceptu konstruktora za kopiranje (sučelja su detaljnije obrañena u poglavlju 8). Ovo sučelje definira jednu jedinu metodu: C lo n e (). Klase koje podržavaju zamisao konstruktora za kopiranje trebale bi implementirati IC lo n ea b le, a zatim implementirati ili plitku kopiju (pozivanje MemberwiseClone) ili duboku kopiju (npr. pozivajući konstruktora za kopiranje i ručno kopirajući sve članove). class SomeType: ICloneable
{
public Object Clone()
{
return MemberwiseClone(); // plitka kopija
} }•
Ključna riječ this Ključna riječ th is pokazuje na trenutnu instancu objekta. Referenca this (ponekad se naziva i pokazivač this') je skrivena referenca koja se prosljeñuje svim metodama klase koje nisu statičke. Preko reference this’ svaka metoda može referirati druge metode i varijable objekta. Referenca th is koristi se na razne načine. Prvi je kvalifikacija članova instance koji su inače skriveni parametrima, kao što je to slučaj u sljedećem primjeru:
Pokazivač je varijabla koja sadrži adresu objekta u memoriji. C# ne koristi pokazivače s upravljivim objektima. Neki C++ programeri toliko su se navikli na pokazivač this da ga (neispravno) koriste i u C#.
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
75
public void SomeMethod (int hour)
{ this.hour = hour;
} U ovom primjeru SomeMethod () prihvaća parametar (hour) s istim nazivom kakvog ima varijabla članica klase. Referenca t h i s se koristi za rješavanje višeznačnosti naziva, t h is .h o u r referira varijablu članicu, a hour referira parametar. Dobra strana ovakvog stila je odabir dobrog naziva varijable koji se zatim koristi i za parametar i za varijablu članicu. Loša je strana korištenje istog naziva za parametar i varijablu članicu, što ponekad može biti zbunjujuće. Drugi način upotrebe reference th is je prosljeñivanje trenutnog objekta kao parametra u drugu metodu. Na primjer: class myClass ^
public void Foo(OtherClass otherObject)
{
otherObject.Bar(this);
}
} Ovaj primjer potrebno je pojasniti. Imamo metodu myClass.Foo. U tijelu metode poziva se metoda Bar instance OtherClass i prosljeñuje joj se referenca do tekuće instance myClass. To metodi Bar omogućava rad s javnim metodama i članovima tekuće instance myClass. Treći način upotrebe reference th is je s indekserima, što je objašnjeno u poglavlju 9. Četvrti način na koji se referenca th is može koristiti je za pozivanje jednog preopterećenog konstruktora iz drugog, na primjer: class myClass public myClass(int i) { //... } public myClass() : this(42) { //... }
} U ovom primjeru podrazumijevani konstruktor s pomoću ključne riječi th is poziva preopterećeni konstruktor koji uzima cjelobrojnu vrijednost. Naposljetku, ključna riječ th is može se koristiti i za eksplicitno pozivanje metoda i članova klase, kao oblik dokumentacije: public void MyMethod(int y)
{
' int x = 0; pridružuje lokalnoj varijabli
X = 7 ;
//
y = 8;
// pridružuje parametru
this.z = 5;
// pridružuje metodi članici
this.Draw(); // poziva metodu članicu
}
76
|
Programiranje C#
U navedenim primjerima korištenje reference this je suvišno, ali može dodatno pojasniti namjeru programera, a da pritom ne učini nikakvu štetu (osim mogućeg opterećenja koda).
Korištenje statičkih članova Članovi klase (varijable, metode, dogañaji, indeksi itd.) mogu biti ili članovi instance ili statički članovi. Članovi instance povezani su s instancama tipa, dok se statički članovi smatraju dijelom klase. Statičkom članu možete pristupiti s pomoću naziva klase u kojoj je deklariran. Na primjer, pretpostavimo kako postoji klasa Button i kako su instancirani objekti te klase btnUpdate i b tn D e le te .’ Pretpostavimo i kako klasa Button ima statičku članicu SomeMethod( ) . Za pristup statičkoj metodi napišite: Button.SomeMethod();
a ne: btnUpdate.SomeMethod();
U C# nije dopušten pristup statičkoj metodi i varijabli članici putem instance i to će generirati pogrešku prevoditelja (C++ programeri posebno pripazite na to). Neki jezici prave razliku izmeñu metoda klase i drugih (globalnih) metoda koje su dostupne izvan konteksta bilo koje klase. U C # ne postoje globalne metode samo metode klase, ali odgovarajući rezultat možete postići definiranjem statičkih metoda unutar klase. ''
Napomena za VB6 programere: ključna riječ static u C# nije isto što i J ^ ključna riječ Static uVB6 i VB.NET. U VB, ključna riječ Static deklaV*' rira vari!ablu koje j e dostupna samo metodi u kojoj je deklarirana. Drugim riječima, varijablu Static ne dijele različiti objekti iz njene klase (tj. svaka instanca varijable Static ima svoju vrijednost). Ova varijabla, meñutim, postoji tijekom trajanja programa koji njenoj vrijednosti dopušta da traje od jednog poziva metode do drugog.
I
U C# ključna riječ static označava člana klase. Odgovarajuća ključna riječ u VB je Shared. Statičke m eto de uglavn om d jelu ju p o p u t g lo b a ln ih m eto da je r ih m ožete p ozvati a da nemate in sta n cu o b je k ta . P re d n o st sta tič k ih m eto da pred glo baln im m eto da m a je da je naziv o gra n iče n na klasu u k o jo j se p o ja v ljuje, stoga ne dolazi do p re op terećen ja globalnog im en sko g p ro stora v elikim b ro je m naziva m etoda. T o m ože b iti k o risn o za upravljanje složenim p ro g ra m im a , a naziv k la se se uvelike ponaša kao im en ski pro stor za statičke m eto de k o je se n a la z e u n u ta r klase.
’ .'T ^ e n o ; btnUPdate 1 btnDelete «> »Pravo varijable koje referiraju na neimenovane f ” S‘° ’ radi «™ na f m“ ' Radl Jednostavnosti ° ne su ovdje navedene kao nazivi objekata, no upamtite kako se radi samo o kraticama za „nazive varijabli koji referiraju na neimenovane instance na gomili1'.
Poglavlje 4: Klase i objekti
I
77
Uz to, statičkim metodama se kao parametri mogu proslijediti članovi instance (ili same mogu stvoriti takve instance unutar statičke metode). Kako im doseg nije globalan, već je ograničen na klasu, one imaju pristup privatnim članovima instance. Odupritese želji da u programu napravite jednu klasu u koju ćete sm jestiti sve metode. To je moguće, ali nije preporučljivo i protivi se načelu učahurivanja u objektno orijentiranom programiranju.
Pozivanje statičkih metoda Metoda Main() je statička. Kaže se da statičke metode djeluju na klasu, a ne na instancu klase. One nemaju referencu th is jer ne postoji instanca na koju treba pokazati. Napomena za Java programere: u C # nije dopušteno pozivanje statičkih metoda kroz varijable instanci.
Statičke metode ne mogu izravno pristupiti članovima koji nisu statički. Kako bi metoda Main() pozvala metodu koja nije statička, ona mora instancirati objekt. Pogledajte ranije navedeni primjer 4-2. SomeMethod() je nestatička metoda MyClass. Kako bi Main() pristupila toj metodi, ona prvo mora instancirati objekt tipa MyClass i zatim pozvati metodu kroz taj objekt.
Korištenje statičkih konstruktora Ako klasa deklarira statički konstruktor možete biti sigurni da će se on pokrenuti prije stvaranja bilo koje instance klase.' Trenutak pokretanja statičkog konstruktora ne možete točno znati, no to će se dogoditi nakon pokretanja programa i prije stvaranja prve instance. Zbog toga se ne može pretpostaviti (niti utvrditi) da je instanca stvorena.
Na primjer, klasi Time iz primjera 4 -4 možete dodati sljedeći statički konstruktor: static Time()
{ Name = "Time";
}
.
Zapravo, CLR jamči da će pokrenuti statički konstruktor prije b ilo k a k v e operacije s klasom. Dalje, on samo jamči da će p okren u ti izvoñenje konstruktora, ali ne i da će zav ršiti njegovo izvoñenje. Moguće je zamisliti primjer u kojem su dvije klase ovisne jedna o drugoj. Umjesto da uñe u slijepu ulicu, CLR može pokrenuti konstruktore u različitim dretvama tako da ispuni jamstvo da će bar započeti izvoñenje konstruktora pravilnim redoslijedom.
78
|
Programiranje C#
Prim ijetit će te k a k o ispred sta tič k o g ko n stru kto ra nem a m od ifik ato ra pristu pa (npr. public). K o rište n je m o d ifik a to ra p ristu pa uz sta tič k e k o n stru k to re n ije d op u šten o. Nadalje, b u du ći da se radi o sta tičko j m etodi čla n ici, ne m o žete p ristu piti v arijab la m a Članicama k o je nisu sta tič k e pa se Name m ora de klarira ti k a o sta tička v arijabla: private static string Name;
Posljednja p ro m jen a je d odav anje sljedećeg reda u D isplay C u rrentTim e(): public void DisplayCurrentTime()
} Nakon svih p ro m je n a , izlaz je sljedeći: Name: Time 11/27/2005 7:52:54 Name: Time 11/18/2005 11:45:30
(Vaš će se izlaz razlikovati ovisno o datumu i vremenu pokretanja koda.) lako ovaj kod funkcionira, stvaranje statičkog konstruktora nije obavezno za postizanje ovog cilja. Umjesto toga možete koristiti incijalizator: private static string Name = "Time";
kojim se dobija isti rezultat. Statički su konstruktori, meñutim, korisni za pripremu koja se ne može postići inicijalizatorom, a treba se izvesti samo jednom. •>’ ®
Napomena za Java programere: u C # se statički konstruktor koristi na j , onim N i t i m a na kojima se u jeziku Java koristi statički inicijalizator.
Pretpostavimo, na primjer da u starom DLL-u postoji dio neupravljivog koda. Za taj kod želite napraviti omotač klase. Možete pozvati LoadLibrary u statičkom konstruktoru i inicijalizirati tablicu preskakanja (engl. jump table) unutar statičkog konstruktora. Obrada starog koda i rad s neupravljivim kodom objašnjen je u poglavlju 22.
Statičke klase U C# ne postoje globalne metode ili konstante. Možda ćete morati stvarati male pomoćne klase čija je jedina svrha da sadržavaju statičke članove. Zanemarimo li posljedice tog postupka, ako uistinu stvorite takvu klasu, trebat ćete izbjeći stvaranje instanci. Klasu označite sa S t a t i c kako biste osigurali da se neće stvoriti nijedna instanca klase. Statičke su klase zapečaćene i stoga se ne mogu stvoriti izvedeni tipovi klase S t a t i c . Upamtite kako statičke klase ne moraju sadržavati nestatičke članove ili imati konstruktor.
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
79
Korištenje statičkih polja Uobičajen način za prikaz upotrebe statičkih varijabli članica je praćenje broja instanci koje trenutno postoje za klasu. To je prikazano u primjeru 4-5. Primjer 4-5. Korištenje statičkih polja za brojanje instanci #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace StaticFields
{ Cat.HowHanyCats(); Cat frisky = new Cat(); Cat.HowManyCats(); Cat whiskers = new Cat(); Cat.HowManyCats();
}
} } Klasa Cat je svedena na najosnovnije elemente. Stvorena je statička varijabla članica instances i inicijalizirana je s 0. Ako pogledate primjer, vidjet ćete kako se statički član smatra dijelom klase, a ne članom instance te ga prevoditelj ne može inicijalizirati prilikom stvaranja instance. Stoga, ako želite incijalizirati statički član, morate osigurati eksplicitni inicijalizator. Prilikom stvaranja dodatnih instanci Cats (unutar konstruktora) broj se povećava.
80
|
Programiranje C#
Statičke metode za pristup statičkim poljima Podatke članove nije dobro označiti s public. To se odnosi i na statičke varijable članice. Jedn o je rješenje označiti statičkog člana s p rivate, kao što smo to m aloprije učinili s instartces. Stvorena je javna metoda HowManyCats() koja omogućava pristup ovom privatnom članu.
Uništavanje objekata Budući da C # osigurava sakupljanje otpada, objekte ne morate sami uništavati. Meñutim, ako objekt kontrolira neupravljive resurse, te resurse ćete morati eksplicitno osloboditi kad vam više nisu potrebni. Implicitnu kontrolu neupravljivih resursa omogućava destruktor kojeg sakupljač otpada poziva kada je objekt uništen. -**r----
4,
Napomena za C i C++ programere: destruktor se ne pozva obavezno nakon što objekt izañe iz dosega, već kad bude sakupljen kao otpad
TL-*. (što se može dogoditi mnogo kasnije). To se naziva i nedeterministička finalizacija.
Destruktor bi trebao osloboditi samo one resurse na koje se objekt oslanja i ne bi trebao referencirati druge objekte. Ako se radi samo o upravljivim referencama, ne trebate, i ne biste smjeli, implementirati destruktor. On je potreban samo za rukovanje neupravljivim resursima. Budući da korištenje destruktora ima svoju cijenu, njegova implementacija se preporuča samo u metodama u kojima je obavezan (tj. metodama koje troše vrijedne neupravljive resurse). Destruktor objekta se ne može izravno pozvati. To će učiniti sakupljač otpada.
Kako destruktori funkcioniraju Sakupljač otpada ima popis objekata koji imaju destruktora. Taj se popis ažurira prilikom svakog stvaranja ili uništavanja takvog objekta. Kad se objekt s popisa sakupi kao otpad, on se stavlja u red zajedno s drugim objektima koji čekaju uništavanje. Sakupljač otpada će nakon izvoñenja destruktora sakupiti objekt i ažurirati red, kao i odgovarajući popis objekata za uništavanje.
C# destruktor Destruktor jezika C # sintaktički nalikuje C++ destruktoru, no ponaša se drugačije. C# destruktor deklarirajte znakom tilda, na sljedeći način: ~MyClass(){}
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
81
U C # ova sintaksa predstavlja prečacza deklarairanje metode Finalize() koja se povezuje sa svojom osnovnom klasom. Stoga, ako napišete: ~MyClass()
{ // obavlja posao
} C# prevoditelj će to prevesti kao: protected override void Finalize()
{ try
{ // obavlja posao
} finally
{ base.Finalize();
} }
Razlika izmeñu uništavanja i odlaganja Eksplicitno pozivanje destruktora nije dopušteno. Destruktora će pozvati sakupljač otpada. Ako koristite vrijedne neupravljane resurse (poput identifikatora datoteka) koje želite što prije zatvoriti i odložiti, trebate implementirati sučelje IDisposable' (više o sučeljima možete naučiti u poglavlju 8). Prilikom implementacije sučelja IDisposable() trebate obavezno definirati metodu Dispose() koja će obavljati sva važna čišćenja. Dostupnost metode Dispose() klijentima omogućava da rade na načelu „Ne čekaj na pozivanje destruktora, već očisti odmah“. Ako pružite metodu Dispose() trebate spriječiti da sakupljač otpada pozove destruktor objekta. To možete učiniti pozivanjem metode GC.SuppressFinalize() prosljeñujući pokazivač th is objekta. Destruktor tada može pozvati metodu Dispose(). Možete, na primjer, napisati sljedeće: using System; class Testing : IDisposable
Većinu vremena nećete trebati izravno stvarati klase koje služe za rad s neupravljivim resursima poput sirovih identifikatora. Možda ćete, meñutim, koristiti klase omotače poput FileStream ili Socket, ali te klase ne implementiraju IDisposable pa u tom slučaju trebate u klasi implementirati IDisposable (ali ne i finalizator). Metoda Dispose će za sve resurse koji se trebaju ukloniti pozvati Dispose.
82
1 Programiranje C#
"Not in destructor, OK to reference other objects");
}
// izvodi čišćenje za ovaj objekt Console.WriteLine("Disposing..
}
this.is_disposed = true;
} public void Dispose()
{
Dispose(true); // govori sakupljaču otpada da ne finalizira GC.SuppressFinalize(this);
Implementiranje metode CloseO Za neke objekte možda ćete radije omogućiti klijentu da pozove metodu Close(). Na primjer, ta metoda vjerojatno ima više smisla za objekte datoteka nego metoda Dispose(). Metodu Close() možete implementirati stvaranjem privatne metode Dispose() i javne metode Close() koju ćete napisati tako da poziva Dispose().
Iskaz using Kako bi klijenti lakše ispravno odložili objekte, u C# je dostupan iskaz using koji osigurava najranije moguće pozivanje metode Dispose(). Trebate deklarirati objekte koje koristite i zatim napraviti doseg za njih s pomoću vitičastih zagrada. Kada se dosegne zatvorena vitičasta zagrada automatski će se pozvati metoda Dispose() za objekt, kao što je prikazano u primjeru 4-6. Primjer 4-6. Iskaz using #region Using directives using using using using
{ using ( Font theFont = new Font( "Arial", 10.Of ) )
{ // koristi theFont }
// prevoditelj će pozvati Dispose na theFont
Font anotherFont = new Font( "Courier", 1 2 .of ); using ( anotherFont )
{ // koristi anotherFont }
}
// prevoditelj poziva Dispose na anotherFont
}
}
U prvom dijelu ovog primjera objekt Font je stvoren unutar iskaza using. Kad iskaz using završi, za objekt Font pozvat će se metoda Dispose(). U drugom dijelu primjera objekt Font je stvoren izvan iskaza using. Kada odlučimo upotrijebiti upravo to pismo stavljamo ga unutar iskaza using. Kad iskaz završi, ponovno se poziva Dispose (). Drugi je pristup prilično opasan. Ako se izbaci iznimka nakon stvaranja objekta, no prije početka bloka using, objekt se neće odložiti. Drugo, varijabla ostaje u dosegu i nakon završetka bloka using, no ona neće uspjeti ako joj se pristupi. Iskaz using štiti i od neočekivanih iznimki. Dispose() se poziva bez obzira na to kako kontrola napušta iskaz using. Stvara se implicitni blok try-finally (pogledajte poglavlje 11 za više informacija).
Prosljeñivanje parametara Prema zadanim postavkama vrijednosni tipovi se u metode prosljeñuju po vrijednosti. To znači da se, prilikom prosljeñivanja objekta vrijednosti metodi, unutar te metode stvara privremena kopija objekta. Kad metoda završi, kopija se uništava. Iako je prosljeñivanje po vrijednosti uobičajen postupak, ponekad se objekti prosljeñuju i po referenci. C # za prosljeñivanje objekata vrijednosti u metodu po referenci nudi parametar ref, a za prosljeñivanje varijable ref bez prethodne inicijalizacije postoji modifikator out. C # podržava i modifikator params koji metodi dopušta prihvaćanje promjenjivog broja parametara. Ključna riječ params pobliže je objašnjena u poglavlju 9.
84
|
Programiranje C#
Prosljeñivanje po referenci M e t o d e m o g u vratiti s a m o j e d n u vrijednost (iako ta vrijednost m o ž e biti kolekcija vrijednosti). P o g l e d a j m o p o n o v n o k l a s u Time i m e t o d u GetTitne() koj a v ra ć a sate, m i n u t e isek unde.
Napomena za Java programere: u C # se za osnovne tipove poput int (cjelobrojna vrijednost) ne trebaju koristiti klase omotači. Umjesto njih se koriste parametri referenci. B u d u ć i d a nije m o g u ć e vratiti tri vrijednosti, m o ž d a se m o g u proslijediti tri p ar a m e t r a , pustiti d a m e t o d a m odif icira p a r a m e t r e i z a t i m provjeriti rezultat u p oz iv no j me to di .
U primjeru 4-7 je p r i k a z a n o v a k a v pristup.
primjer 4-7. Vraćanje vrijednosti u parametrima #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; ffendregion namespace ReturningValuesInParams
} public void GetTime( int h, int m, int s ) h = Hour; m = Minute;
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
85
Primjer 4-7. Vraćanje vrijednosti u parametrima (nastavak) s - Second;
} // konstruktor public Time( System.DateTime dt )
{ Vear = dt.Year; Month = dt.Month; Date = dt.Day; Hour = dt.Hour; Minute = dt.Minute; Second = dt.Second;
}
}
public class Tester
{ static void Main()
{
System.DateTime currentTime = System.DateTime.Now; Time t = new Time( currentTime ); t .DisplayCurrentT ime(); int theHour = 0; int theMinute = 0; int theSecond = 0; t.GetTime( theHour, theMinute, theSecond ); System.Console.WriteLine( "Current time: {0}:{l}:{2}", theHour, theMinute, theSecond );
}
} } Obratite pozornost Current time u izlazu je 0:0:0. Ovaj pokušaj očito nije dao željene rezultate. Problem je u parametrima. U GetTime() se prosljeñuju tri cjelobrojna parametra, zatim se parametri u GetTime() modificiraju, ali kad se vrijednostima ponovno pristupi u Main() one nisu promijenjene. To se dogodilo zbog toga što cijeli brojevi pripadaju vrijednosnom tipu, što znači da se prosljeñuju po vrijednosti; u GetTime() se nalazi kopija. Mi te vrijednosti trebamo proslijediti po referenci. Za to su potrebne dvije male promjene. Prvo parametre metode GetTime() promijenite tako da označavaju kako se radi o parametrima ref: public void GetTime(re-f int h, ref int m, ref int s)
{ h = Hour; m = Minute; s = Second;
}
86
|
Programiranje C#
Z a t i m modificirajte p oz i v GetTime() k a k o bi se i a r g u m e n t i proslijedili p o referenci: t.GetTimefref theHour, re-f theMinute, ref theSecond);
Ako izostavite drugi korak u kojem se argumenti označavaju ključnom riječi ref, prevoditelj će javiti da se argument ne može pretvoriti iz int u ref int. Novi rezultat pokazuje točno vrijeme. Deklariranjem parametara kao ref parametara prevoditelju dajete uputu da ih proslijedi po referenci. Umjesto stvaranja kopije, parametar u GetTime() je referenca do iste varijable (theHour) koja je stvorena u Main(). Kada te vrijednosti promijenite u GetTime(), promjena će se odraziti i u Main(). Upamtite kako su re f parametri reference stvarnih vrijednosti. To je kao da date uputu, „Evo, radi na ovom". Za razliku od njih, parametri vrijednosti su kopije. Njima odgovara uputa, „Evo radi na ovom potpuno jednakom primjerku1'.
Svladavanje definitivnog pridruživanja s pomoću parametara out C# nameće definitivno pridruživanje (engl. definite assignment) koje zahtjeva da se prije upotrebe svim varijablama dodijeli vrijednost. Ako u primjeru 4-7 ne inicijalizirate theHour, theMinute i theSecond prije nego što ih kao parametre proslijedite GetTime(), prevoditelj će javiti pogrešku. Meñutim, sprovedena inicijalizacija samo postavlja njihove vrijednosti na 0 prije nego što se proslijede metodi: int theHour = 0; int theMinute = 0 ; int theSecond = 0 ; t.GetTime( ref theHour, ref theMinute, ref theSecond);
Inicijalizacija ovih vrijednosti čini se beskorisnom jer ih odmah prema referenci prosljeñujete GetTime gdje će se promijeniti. No, ako to ne učinite, javit će se sljedeće pogreške prevoditelja: Use of unassigned local variable 'theHour' Use of unassigned local variable 'theMinute' Use of unassigned local variable 'theSecond'
U C# za ovu situaciju postoji modifikator parametra out. On uklanja zahtjev za inicijalizacijom parametra reference. Parametri za GetTime(), na primjer, metodi ne daju nikakve informacije. Oni su samo mehanizam za dobivanje informacija od metode. Stoga, ako sva tri parametra označimo s out, eliminirat ćemo potrebu za njihovom inicijalizacijom izvan metode. Unutar pozvane metode out parametrima mora biti dodijeljena vrijednost prije nego što metoda vrati. Navedene su promijenjene deklaracije parametara za GetTime(). public void GetTime(out int h, out int m, out int s) h = Hour; m = Minute; s = Second;
}
Poglavlje 4: Klase i objekti
j
87
Ovo je novi poziv metode u Main(): t.GetTime( out theHour, out theMinute, out theSecond);
Dakle, vrijednosni tipovi se metodama prosljeñuju po vrijednosti. Parametri re f se koriste za prosljeñivanje vrijednosnih tipova po referenci. To omogućava uzimanje njihove modificirane vrijednosti u pozivnoj metodi. Parametri out se koriste samo za vraćanje informacija iz metode. Primjer 4-7 je modificiran u primjeru 4 -8 gdje se koriste sva tri parametra. Primjer 4-8. Korištenje parametara in, out i ref ifregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace InOutRef
{
public class Time
{ // privatne varijable članice private int Year; private int Month; private int Date; private int Hour; private int Minute; private int Second; // javne metode za pristupanje public void DisplayCurrentTime()
} public void SetTime( int hr, out int min, ref int sec )
{ • // // // if
ako je proslijeđeno vrijeme >= 30 povećava minute i postavlja sekunde na o u suprotnom ne mijenja ništa ( sec >= 30 )
{ Minute++; Second = 0;
}
88
|
Programiranje C#
Primjer 4-8. Korištenje parametara
in , o u t
i r e f (nastavak)
Hour = hr; // postavlja na proslijeđenu vrijednost // prosljeđuje minute i sekunde natrag min = Minute; sec = Second;
} // konstruktor public Time( System.DateTime dt )
{
Year = dt.Year; Month = dt.Month; Date = dt.Day; Hour = dt.Hour; Minute = dt.Minute; Second = dt.Second;
} } public class Tester
{ static void Main()
{ System.DateTime currentTime = System.DateTime.Now; Time t = new Time( currentTime ); t .DisplayCurrentT ime(); int theHour = 3; int theMinute; int theSecond = 2 0 ; t.SetTime( theHour, out theMinute, ref theSecond ); System.Console.WriteLine( "the Minute is now: {0} and {l} seconds", theMinute, theSecond ); theSecond = 40; t.SetTime( theHour, out theMinute, ref theSecond ); System.Console.WriteLine( ''the Minute is now: " + "{0 } and {l} seconds", theMinute, theSecond );
}
}
-
}
SetTime izgleda pomalo neprirodno, ali prikazuje sva tri tipa parametara. theHour se prosljeñuje kao parametar vrijednosti. Njegova jedina funkcija je postavljanje varijable članice Hour i s pomoću tog se parametra ne vraća nikakva vrijednost. ref parametar theSecond se koristi za postavljanje vrijednosti u metodi. Ako je theSecond veći ili jednak 30 , varijabla članica Second se ponovno postavlja na nulu a varijabla
članica Minute se povećava.
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
89
Kada ko ristite param etre reference, m orate zadati r e f i za poziv i za odredište.
Naposljetku, parametar theMinute se u metodu prenosi samo da bi se vratila vrijednost varijable članice Minute, pa je stoga označen kao parametar out. Potpuno je razumljivo da se theHour i theSecond moraju inicijalizirati. Njihove su vrijednosti potrebne i koriste se. theMinute nije potrebno inicijalizirati jer se radi o parametru out koji služi samo za vraćanje vrijednosti. Pravila koja su se isprva činila arbitrarnim i mušičavim sada napokon imaju smisla. Vrijednosti se trebaju inicijalizirati samo kada njihova početna vrijednost ima smisla.
Preopterećivanje metoda i konstruktora Često će vam biti potrebne dvije različite metode ali sa istim imenom. Najčešći primjer takvog imenovanja je kad imate više konstruktora. Konstruktori iz dosad navedenih primjera imali su po jedan parametar: objekt DateTime. Bilo bi korisno kada bismo objekte Time mogli postaviti na arbitrarno vrijeme prosljeñivanjem vrijednosti za godinu, mjesec, datum, sat, minuti i sekundu. Još bi korisnije bilo kada bi neki klijenti koristili jedan konstruktor, a ostali neke druge konstruktore. Preopterećivanje metode omogućava upravo to.
Potpis (engl. signature) metode definiran je njenim nazivom i popisom parametara. Dvije se metode razlikuju po svojim potpisima ako imaju različita imena ili različite popise parametara. Prva se metoda u sljedećem kodu od druge razlikuje prema broju parametara, a druga se od treće razlikuje po tipu parametara: void myMethod(int pl); void myMethod(int pl, int p 2 ); void myMethod(int pl, string si);
Klasa može imati neograničen broj metoda, ali se njihovi potpisi moraju meñusobno razlikovati. U primjeru 4-9 prikazana je klasa Time sa dva konstruktora: jednim koji prihvaća objekt DateTime i drugim koji prihvaća šest cjelobrojnih vrijednosti. Primjer 4-9. Preopterećivanje konstruktora #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace OverloadedConstructor
{
90
|
Programiranje C#
p n m j e r 4-9. P r e o p t e r e ć iv a n j e k o n s t r u k t o r a ( n a s t a v a k ) public class Time H privatne private int private int private int private int private int private int
Time ti = new Time( currentTime ); t .DisplayCurrentTime(); Time t2 = new Time( 2005, 11, 18 , 1 1 , 03, 30 ); t2 .DisplayCurrentTime();
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
91
Kao što možete primijetiti, klasa Time u primjeru 4-9 ima dva konstruktora. Kad bi se potpis metode sastojao samo od naziva metode, prevoditelj ne bi znao koji konstruktor treba pozvati prilikom konstrukcije t i i t2. Budući da se u potpisu nalaze i tipovi argumenata metode, prevoditelj može poziv konstruktora za t i uskladiti s konstruktorom čiji potpis zahtjeva objekt DateTime. Isto tako, prevoditelj može poziv konstruktora za t 2 povezati s metodom konstruktora u čijem je potpisu navedeno šest argumenata. Prilikom preopterećivanja metode morate promijeniti njen potpis (tj. naziv, broj i tip parametara). Možete promijeniti i povratni tip, no to nije obavezno. Ako promijenite samo povratni tip, preopterećenje metode se neće izvesti, a stvaranje dvije metode s istim potpisom i različitim povratnim tipovima generirat će pogrešku prevoditelja (pogledajte primjer 4-10). Primjer 4-10. P reop terećivale metode s različitim povratnim tipovima #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace VaryingReturnType
{ public class Tester
{
private int Triple( int val )
{ return 3 * val;
} private long Triple( long val )
{ return 3 * val;
) public void Test()
{ int x = 5; int y = Triple( x ); System.Console.Writeline( "x: {0} long lx = 1 0 ; ' long ly = Triple( lx ); System.Console.WriteLine( "lx: {o}
} static void Main()
{ Tester t = new Tester();
92
|
Programiranje C#
y: {l}", x, y );
ly: {l}", lx, ly );
*
Primjer 4-10. Preopterećivanje metode s različitim povratnim tipovima (nastavak) t.Testf);
} }
}
u ovom primjeru klasa Tester preopterećuje metodu T riple(), tako da jedna prihvaća cjelobrojnu vrijednost, a druga long. Dvije metode Triple() imaju različite povratne tipove. Iako to nije obavezno, u ovom slučaju je vrlo korisno.
Učahurivanje podataka sa svojstvima Svojstva dopuštaju klijentima da pristupe stanju klase kao da izravno pristupaju poljima članovima, dok zapravo implementiraju pristup kroz metodu klase. Taj je postupak savršen. Klijentu treba izravan pristup stanju objekta, a želi izbjeći metode. Dizajner klase, meñutim, želi u članovima klase sakriti unutarnje stanje i osigurati izravan pristup putem metode. Odvajanjem stanja klase od metode koja tom stanju pristupa, dizajner može prema potrebi promijeniti unutarnje stanje objekta. Prilikom prvog stvaranja klase Time, vrijednost Hour mogla bi se spremiti kao varijabla članica. Kad se klasa prepravi, vrijednost Hour može se izračunati ili preuzeti iz baze podataka. Ako klijent ima izravan pristup izvornoj varijabli članici Hour, prebacivanje na izračun vrijednosti prekinulo bi njegov rad. Odvajanjem i prisiljavanjem klijenta da proñe kroz metodu (ili svojstvo) klasa Time može promijeniti način na koji upravljanja internim stanjem bez narušavanja koda klijenta. Svojstva zadovoljavaju oba uvjeta: klijentu pružaju jednostavno sučelje jer izgledaju kao varijable članice. Meñutim, implementiraju se kao metode, omogućavajući sakrivanje podataka koje zahtijeva dobar objektno orijentiran dizajn, kao što je prikazano u primjeru 4-11. Primjer 4-11. Korištenje svojstva #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; Dendregion namespace UsingAProperty public class Time
{ // privatne varijable članice private int year;
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
93
Primjer 4-11. Korištenje svojstva (nastavak) private int month; plivate int date; private int hour; private int minute; private int second; // javne me to de za pristup anje public vo id D isplay Cur re nt Ti me ()
{ System . C on so le . W ri te Li ne(
"TimeVt: {0}/{l}/{2} {3}:{4}:{5}", month, date, year, hour, minute, second );
} // konstruktori public Time( S y s t em . D at e T im e dt )
{ year = dt.Year; month = dt.Month; date = dt.Day; hour = dt.Hour; minute = dt.Minute; second = dt.Second;
} // stvara svojstvo
public int Hour
{
get
{
return hour;
} set
{ }
}
hour = value;
}
public class Tester
{
static void Main()
System.DateTime currentTime = System.DateTime.Now; Time t = new Time( currentTime ); t .DisplayCurrentTime(); int theHour = t.Hour; System . C on so le . W ri te Li ne( th eHour );
94
|
Programiranje C#
"\ nRetr i eved the hour: {0}\n
primjer 4-11. Korištenje svojstva (nastavak) theHour++; t.Hour = theHour; System.Console.WriteLine( "Updated the hour: {0}\n", theHour );
} } } 2a deklariranje svojstva napišite tip i naziv svojstva i iza njih stavite par vitičastih zagrada. Unutar zagrada možete deklarirati pristupnike (engl. accessors) get i set, Nijedan od njih nema eksplicitne parametre, iako metoda se t() ima implicitni parametar value, kao što je prikazano u sljedećem primjeru. U primjeru 4-11, Hour je svojstvo. Deklaracija tog svojstva stvara dva pristupnika: get i set. public int Hour
{ get
{ return hour;
} set
{ hour = value;
} 1 Svaki pristupnik ima svoje tijelo koje uzima i postavlja vrijednost svojstva. Vrijednost svojstva može biti pohranjena u bazi podataka (u tom će slučaju glavni dio pristupnika učiniti ono što je potrebno za interakciju s bazom podataka) ili može biti pohranjena u privatnoj varijabli članici; private int hour;
Pristupnik get Tijelo pristupnika get slično je metodi klase koja vraća objekt tipa svojstva. Svojstvo Hour iz navedenog primjera slično je metodi koja vraća in t. Ono vraća vrijednost privatne varijable članice u kojoj je pohranjena vrijednost svojstva: get
{ return hour;
} U ovom primjeru vraća se lokalna varijabla članica int, ali mogli biste isto tako uzeti cjelobrojnu vrijednost iz baze podataka ili je izračunati. Prilikom svakog čitanja svojstva poziva se pristupnik get; Time t = new Time(currentTime); int theHour = t.Hour;
Poglavlje 4: Klase i objekti
|
95
U ovom se primjeru vraća vrijednost svojstva Hour objekta Time i poziva pristupnik get i radi izdvajanja vrijednosti koja se zatim dodjeljuje lokalnoj varijabli.
P ristu p n ik set Pristupnik set postavlja vrijednost svojstva i sličan je metodi koja vraća void. Prilikom definiranja pristupnika set morate koristiti ključnu riječ value koja će predstavljati argument čija se vrijednost prosljeñuje i koju svojstvo sprema: set
{ hour = value;
} U ovom se primjeru ponovno za spremanje vrijednosti svojstva koristi privatna varijabla članica, no pristupnik set može prema potrebi zapisivati u bazu podataka ili ažurirati druge varijable članice. Kada svojstvu dodijelite vrijednost, automatski se poziva pristupnik set te se implicitni parametar value postavlja na vrijednost koju dodijelite: theHour++; t.Hour = theHour;
Dvije glavne prednosti ovog pristupa su što klijent može izravno raditi sa svojstvima, bez žrtvovanja neprikosnovenosti sakrivanja podataka i učahurivanja u dobrom objektno orijentiranom programiranju, te mogućnost da autor svojstva osigura valjanost podataka.
M o d ifik a to ri p ristu p a svojstvu Modifikator pristupa (protected, internal, private) može se postaviti i za reguliranje pristupa pristupnicima get ili set. Da biste to učinili, svojstvo mora sadržati i pristupnik set i pristupnik get, a modificirati možete samo jedno od njih. Modifikator mora biti restriktivniji od razine pristupa samog svojstva ili indeksera (stoga, za razliku od privatnog svojstva, pristupniku get ili set javnog svojstva možete dodati protected): public strirg MyStrirg
{ protected get { return myString; } set { myString = value; }
} U ovom je primjeru pristup pristupniku get ograničen na metode ove klase i klasa koje su izvedene iz nje, dok je pristupnik set javan. Modifikator pristupa ne možete primijeniti na sučelje (pogledajte poglavlje 8) niti u eksplicitnu implementaciju člana sučelja. Uz to, ako prem ošćujete virtualno svojstvo ili indeks (što je objašnjeno u sljedećem odjeljku), modifikator pristupa mora odgovarati modifikatoru pristupa osnovnog svojstva.
96
| Programiranje C#
Polja readonly , vi Možda ćete trebati stvoriti inačicu klase Time koja će pružati javne statičke vrijednosti d--"' kkojeo j e će pred r stavljati tekuće vrijeme i datum. U primjeru 4-12 ilustriran je jednostavan i^ p g r is tu p ovom problemu. ' P rim jer 4 - 1 2 . K o r iš t e n je s t a t i č k i h j a v n i h k o n s t a n t i ffregion Using di rectives using System; using Sys tem.Coll ections.C e n e r i c ;
\
using Sy stem .Tex tJ . Sendregion
. namespace StaticPublicConstants {' public class RightNow
,
{ // javne varijable članice public static int Year; public static int Month; public static int Date; public static int Hour; public static int Minute; public static int Second;
|
static RightNow()
{ System.DateTime dt = System.DateTime.Now; Year = dt.Year; Month = dt.Month; Date = dt.Day; ,
}
Hour = dt.Hour; Minute = dt.Minute; Second = dt.Second;
Ovakav kod dobro funkcionira dok se ne promijeni jedna od vrijednosti. Kao što možete vidjeti u primjeru, vrijednost RightNow. Year se može promijeniti u, na primjer, 2 0 0 6 . Očito ne želimo da se to dogodi. Bilo bi dobro statičke vrijednosti označiti kao konstante, ali to nije moguće jer se one inicijaliziraju tek kad se izvede statički konstruktor. U C# za ovu svrhu postoji ključna riječ readonly. Ako deklaracije varijabli članica klase promijenite na sljedeći način: public public public public public public
i zatim u komentar izdvojite ponovno pridruživanje u Main(): // RightNow.Year = 2006; // pogreška!
program će se ispravno prevesti i izvesti.
98
I
Programiranje C#
POGLAVLJE 5
Nasljeñivanje i polimorfizam
U prethodnom smo poglavlju pokazali kako se novi tipovi mogu stvoriti deklariranjem klasa. Ovo poglavlje bavi se odnosom izmeñu objekata iz stvarnog svijeta i modeliranjem tih odnosa u kodu. Glavna tema ovog poglavlja je specijalizacija koja se u jeziku C# implementira s pomoću nasljeñivanja. U ovom je poglavlju objašnjeno i kako se instance više specijaliziranih klasa mogu tretirati kao da je riječ o instancama općih klasa, a taj se postupak naziva polimorfizmom (engl. polymorphism). Poglavlje završava objašnjenjem zapečaćenih klasa koje se ne mogu specijalizirati: apstraktnih klasa koje postoje samo kako bi se specijalizirale te korijena svih klasa, klase Object.
Napomena za VB6 programere: kao i VB.NET, C# pruža potpuno
objektno orijentiranu tehnologiju, uključujući nasljeñivanje, polimorfizam i učahurivanje. Te su teme relativna nepoznanica VB6 programerima. Trebate ih pažljivo proučiti jer one utječu na klase i dizajn aplikacije.
Specijalizacija i generalizacija Klase i njihove instance (objekti) ne postoje u vakuumu, već u mreži meñusobne ovisnosti i odnosa, kao što mi, društvene životinje, živimo u svijetu odnosa i kategorija. Odnos to je je jedna vrsta specijalizacije. Kada kažemo kako je pas sisavac, to znači kako je pas specijalizirana vrsta sisavca. On ima sve osobine sisavca (raña žive mlade, doji ih mlijekom, ima dlaku), ali su te osobine specijalizirane na poznate osobine porodice canine domesticus. Mačka je takoñer sisavac. Iz toga možemo zaključiti da mačke i psi imaju neke zajedničke osobine koje pripadaju općim osobinama sisavaca, ali se mačke i razlikuju od pasa u onim osobinama koje su specijalizirane za mačke. Odnosi specijalizacije i generalizacije su proporcionalni i hijerarhijski. Proporcionalni su jer je specijalizacija suprotno od generalizacije. Stoga su pas i mačka specijalizacije sisavca, a sisavac je generalizacija psa i mačke.
Ti su odnosi i hijerarhijski jer čine stablo odnosa u kojem se specijalizirani topovi f granaju iz više generaliziranih tipova. Što se po hijerarhiji više pomičete prema gore, | to j e generalizacija veća. Kako biste generalizirali osobinu da i mačke i psi rañaju žive j mlade, pomičete se do sisavaca. Pomicanje kroz hijerarhiju prema dolje predstavlja j specijalizaciju. Stoga je mačka specijalizacija sisavca koja ima pandže (osobina) i prede (ponašanje).
|
Slično tome, ako kažete da ListBox i Button jesu Controls, naznačujete kako Controls i imaju osobine i ponašanja koja se mogu pronaći u oba tipa. Drugim riječima, Control "■ generalizira zajedničke osobine ListBox i Button, dok ListBox i Button specijaliziraju posebne osobine i ponašanja.
0 UML-u Unified Modeling Language (UML) je standardizirani „jezik za opis sustava ili načina poslovanja. Dio UML-a koji je koristan za svrhe ovog poglavlja je skup dijagrama koji se koriste za dokumentiranje odnosa izmeñu klasa. U UML-u klase su predstavljene okvirima. Naziv klase nalazi se na vrhu okvira, a (prema izboru) metode i članovi se mogu popisati unutar okvira. U UML-u se odnosi specijalizacije (na primjer) modeliraju na način prikazan na slici 5-1. Strelica kreće iz klase koja je specijalizirana i pokazuje generaliziranu klasu.
Slika 5-1. Odnos ,,toje“ Dvije klase često imaju zajedničku funkcionalnost, a ta se zajednička svojstva zatim faktoriraju u zajedničku osnovnu klasu. Kod sastavljen na taj način jednostavniji je za održa'vanje i može se lakše koristiti u drugim projektima. Pretpostavimo kako ste počeli stvarati objekte na način prikazan na slici 5-2.
100
|
Programiranje C#
Slika 5-2. Izvoñenje iz Control
Nakon rada s gumbima RadioButtons, CheckBoxes i Commandshvatite kako postoje odreñene zajedničke osobine i ponašanja koja su više specijalizirana od Control, ali su općenitija od ostale tri. Te zajedničke osobine i ponašanja možete faktorirati u zajedničku osnovnu klasu Button i promijeniti hijerarhiju nasljeñivanja, kao što je prikazano na slici 5-3. Ovo je primjer korištenja generalizacije u objektno orijentiranom razvoju.
Ovaj UML dijagram prikazuje odnos izmeñu klasa i pokazuje kako su i klasa ListBox i Button izvedene iz Control, a da je klasa Button dalje specijalizirana u klase CheckBox i Command. Nadalje, klasa RadioButton je izvedena iz CheckBox. Možete, dakle, reći kako RadioButtonjest CheckBox koji je Button, a Buttons su Controls. Ovo nije jedina, niti vjerojatno najbolja, organizacija ovih objekata, ali predstavlja dobar uvod u prikaz meñusobnih odnosa tipova (klasa). <*»
B
lako ovo zapravo pokazuje organizaciju nekih hijerarhija kontrola, ja ^ sam osobno vrlo skeptičan prema svakom sustavu u kojem model ne !J odražava moju percepciju stvarnosti. Kada kažem da je RadioButton moram dugo i naporno razmišljati ima li to smisla. Recimo CheckBox,
da je RadioButton neka vrsta polja za potvrñivanje. Toje polje za potvrdu koje podržava idiom meñusobno isključivih opcija. S obzirom na to, ovakva hijerarhija pomalo je nategnuta i može biti znak labavog dizajna.
Poglavlje 5: Nasljeđivanje i polimorfizam
I
101
Nasljeñivanje Odnos specijalizacije se u C # obično primjenjuje kroz nasljeñivanje. Nasljeñivanje nije jedini način za primjenu specijalizacije, ali je najčešći i najprirodniji način za implementiranje takvog odnosa. Izjava da ListBox nasljeñuje iz (izvodi iz) Control označava da je riječ o specijalizaciji klase Control. Control se naziva osnovnom klasom, a ListBox izvedenom klasom. Drugim riječima, ListBox svoje osobine i ponašanja izvodi iz Control i zatim se specijalizira prema vlastitim potrebama.
Implementacija nasljeñivanja U C # se izvedena klasa stvara dodavanjem dvotočke iza naziva izvedene klase, iza čega slijedi naziv osnovne klase: public class ListBox : Control
Ovim se kodom deklarira nova klasa ListBox koja izvodi iz klase Control. Dvotočka se može pročitati kao „izvodi iz“.
a *
Napomena za C++ programere: u C# ne postoji privatno i zaštićeno nasljeñivanje.
Izvedena klasa nasljeñuje sve članove osnovne klase - varijable i metode članice.
Polimorfizam Nasljeñivanje ima dva važna aspekta. Jedan je ponovna upotreba koda. Kada stvorite klasu ListBox moći ćete ponovno upotrijebiti dio logike iz osnovne klase (Control). Drugi aspekt nasljeñivanja možda je još važniji: to je polimorfizam. Poli znači mnogo, a m orf znači oblik. Polimorfizam dakle predstavlja mogućnost korištenja više oblika tipa, bez obzira na njihove pojedinosti. Kada telefonska kompanija vašem telefonu pošalje signal zvona, ona ne zna kakav se tip telefona nalazi na drugoj strani linije. Možda imate starinski telefon u kojem poseban motor pokreće zvono, a možda imate elektronski telefon čije je zvonjenje zapravo digitalna glazba. Vaša telefonska kompanija poznaje samo „osnovni tip“ Phone i očekuje da svaka „instanca" ovog tipa može zvoniti. Kad telefonska kompanija vašem telefonu naredi da zazvoni, ona od telefona jednostavno očekuje „da učini pravu stvar". Telefonska kompanija vaš telefon, dakle, tretira polimorfno.
Stvaranje polimorfnih tipova Kako biste stvorili metodu koja podržava polimorfizam, trebate je samo označiti s Virtual u njenoj osnovnoj klasi. Na primjer, kako biste metodu DrawWindow() u klasi
102
|
Programiranje C#
' Control iz primjera 5-1 označili kao polimorfnu, jednostavno u njenu deklaraciju dodajte ključnu riječ Virtual na sljedeći način: public Virtual void DrawWindow()
Sada će svaka izvedena klasa moći implementirati vlastitu inačicu DrawWindow(). Kako biste to učinili, jednostavno premostite virtualnu metodu osnovne klase koristeći ključnu riječ override u definiciji metode izvedene klase i zatim dodajte novi kod za tu premošćenu metodu. Usljedećem odlomku iz primjera 5-1 (koji je naveden kasnije u ovom odjeljku) ListBox je izvedena iz Control i implementira vlastitu inačicu metode DrawWindow(): public override void DrawWindow()
{ base.DrawWindow(); // poziva osnovnu metodu Console.WriteLine ("Writing string to the listbox: {o}", listBoxContents);
} Ključna riječ override prevoditelju govori da je ova klasa namjerno premostila način rada metode DrawWindow(). Na sličan je način ova metoda premošćena i u drugoj klasi, Button, koja je takoñer izvedena iz Control. U tijelu primjera 5-1 prvo ćete stvoriti tri objekta: Control, ListBox i Button. Zatim ćete za svaki od njih pozvati metodu DrawWindow(): Control win = new Control(l,2); ListBox lb = new ListBox(3,4,"Stand alone list box")j Button b = new Button(5,6); win.DrawWindow(); lb.DrawWindow(); b.DrawWindow();
Ovo funkcionira na očekivani način. Ispravan DrawWindow() objekt se poziva za svaki. Do sad nije učinjeno ništa polimorfno. Čarolija počinje kada stvorite polje Control objekata. Budući da ListBox jest Control, slobodno je možete staviti u polje Control. Button takoñer možete staviti u polje Control objekata jer i Button jest Control: Control[] winArray = new Control[3]; winArray[o] = new Control(l,2 ); winArray[l] = new ListBox(3 ,4 ,"List box in array''); winArray[2 ] = new Button(5,6);
Što će se dogoditi kad za svaki objekt pozovete metodu DrawWindow()? for (int i = 0 ;i < 3 ; i++)
{ winArray[i].DrawWindow();
} Prevoditelj zna samo da ima tri Control objekta i da ste za svaki pozvali metodu DrawWindow(). Da DrawWindow niste označili s Virtual, metoda DrawWindow() iz Control bi
se pozvala tri puta. Meñutim, kako ste DrawWindow() označili s Virtual i budući da izvedene klase premošćuju tu metodu, kad pozovete DrawWindow na polje prevoditelj
Poglavlje 5: Nasljeđivanje i polimorfizam
|
103
odreñuje izvedbeni tip stvarnih objekata (Control, List8ox i Button) i za svaki pozivi odgovarajuću metodu. To je bit polimorfizma. Potpuni kod za ovaj primjer prikazan je u primjeru 5-1. 4
A
rV r-
Ovaj ispis koristi polje, a polje je kolekcija objekata istog tipa. Člano-
*7L-*.
vima polja možete pristupiti koristeći operator indeksa: // postavlja vrijednost elementa // s pomakom 5 MyArray[5] = 7;
Prvi element polja ima indeks 0. Korištenje polja u ovom primjeru trebalo bi biti prilično intuitivno. Polja su iscrpnije objašnjena u poglavlju 9.
Primjer 5-1. Korištenje virtualnih metoda Using Vi rtua l methods #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace VirtualMethods
{ public class Control
{ // Ovi članovi su zaštićeni i zbog toga vidljivi // metodama izvedene klase. 0 tome ćemo // detaljnije govoriti kasnije u poglavlju, protected int top; protected int left; // Konstruktor uzima dvije cjelobrojne vrijednosti // za fiksiranje lokacije na konzoli public Control( int top, int left )
{ this.top = top; this.left = left;
} // si mul ira iscrt avanje prozora public Vir tual vo id DrawWindow()
{• Console.WriteLine( "Control: drawing Control at {o}, {l}", top, left );
}
}
// ListBox izvodi iz Control public class ListBox : Control
104
|
Programiranje C#
r 5 -1 .
Korištenje virtualnih metoda (nastavak)
private string listBoxContents;
// nova varijabla članica
// konstruktor dodaje parametar public ListBox( int top, int left, string contents ): base(top, left) // poziva osnovni konstruktor
{ listBoxContents = contents;
* B
)
7 premošćena inačica (pogledajte ključnu riječ) jer u // izvedenoj metodi mijenjamo ponašanje public override void DrawWindow() t)ri
{
base.DrawWindow(); // poziva osnovnu metodu Console.WriteLine( "Writing string to the listbox: {o}", listBoxContents );
} } ■1public class Button
Control
public Button( int top, int left ): base(top, left)
{ } i
f
£
Prelnoščena inačica (pogledajte ključnu riječ) jer u // izvedenoj metodi mijenjamo ponašanje public override void DrawWindow()
{ }
Console.WriteLine( ”Drawing a button at {0}, (l}\n", top, left );
ii l \ i public class Tester S i{ i li static void Main() {
Control win = new Control( i, 2 ); ListBox lb = new ListBox( B, 4 , "Štand alone list box" ); Button b = new Button( 5 , 6 ); win.DrawWindow(); lb.DrawWindow(); b.DrawWindow();
Poglavlje 5: Nasljeđivanje i polimorfizam
|
105
Primjer
5-1.
Korištenje virtualnih metoda (nastavak)
C o nt ro l [] winArr ay = n ew Cont rol[ 3l ; winArray[0] = ne w Control( 1 ,
2 );
winArray[l] = new ListBox( 3, 4, "List box in array
)
winAiray[2] = new Button( 5, 6 ); for ( int i = 0; i < 3; i++ ) winArray [i]. Draw Wind ow();
}
}
}
} U cijelom su primjeru nove premošćene metode označene ključnom rijeci overnde: public override void DrawWindow() P revoditelj sada zna k o ristiti p re m o šće n u m eto d u k o d p o lim o rfn e o b ra d e ov ih objek a ta . P revoditelj je odgovoran za p ra će n je stv a rn o g tip a o b je k ta i za ru k o v a n je „kasnim povezivanjem 11 ta ko da se ListBox.DrawWindow() poziva kad referen ca C o n tro l zapravo p o ka z u je na o b je k t ListBox. N a p o m e n a z a C++ p r o g r a m e r e : deklaraciju svake metode koja pre-
mošćuje virtualnu metodu morate eksplicitno označiti ključnom riječi override.
Pozivanje konstruktora osnovne klase U prim jeru 5-1 nova k lasa ListBo x izvo di iz C on trol i im a sv og k o n stru k to ra ko ji uzima tri p ara m etra. K o n stru k to r L istB o x poziva k o n stru k to ra svo g ro d ite lja (C ontrol) stav ljan jem dvotočke (0 iza p o p isa p a ra m e ta ra i z a tim po ziva o sn o v n u k la su s pomoću k lju čn e rije či base: public ListBox( int theTop, int theLett, string theC on te nt s):
base(theTop, theLeft)
// Poziva osnovnog konstruktora
B u d u ći da k la se ne m ogu n a slje ñ iv a ti k o n s tru k to r e , izv eden a k la sa m ora implem entira ti svoj k o n stru k to r, a k o n s tru k to r o sn o v n e k la se m ože u p o trije b iti sa m o ako ga ek sp licitn o pozove. Izvedeni k o n stru k to r ne m ora e k sp lic itn o p o zv ati o sn o v n i k o n stru k to r a k o u osnovnoj k la si p o sto ji dostu p an p o d ra z u m ije v a n i k o n stru k to r - p o d ra z u m ije v a n i konstruktor se poziva im p licitn o. M e ñ u tim , a k o u o sn o v n o j kla si n e p o sto ji p o d ra z u m ije v a m konstru k to r, svaki izvedeni k o n stru k to r m o m e k sp licitn o p o zv ati je d n o g od konstruktora o sn o vn e klase ko risteći k lju cn u rije č base.
106
1 Programiranje C#
Jf *
Kao što je objašnjeno u poglavlju 4, ako ne deklarirate nikakav konstruktor, prevoditelj će za vas stvoriti podrazumijevani konstruktor. Bilo da ga sami napišete, ili koristite jedan od konstruktora koje je pružio prevoditelj, podrazumijevani konstruktor je onaj koji ne uzima parametre. Meñutim, kada stvorite bilo kakav konstruktor (sa ili bez parametara), prevoditelj neće umjesto vas stvoriti podrazumijevam konstruktor.
Kontrola pristupa Vidljivost klase i njenih članova može se ograničiti korištenjem modifikatora pristupa kao što su public, private, protected, internal i protected internal (objašnjenje modifikatora pristupa potražite u poglavlju 4). Kao što ste već vidjeli, public dopušta da članu pristupe metode članice drugih klasa, dok private označava da je član vidljiv samo metodama članicama svoje klase. Ključna riječ protected vidljivost proširuje ne metode izvedenih klasa, dok je internal proširuje na metode svih klasa iz istog sklopa.' Par ključnih riječi internal protected dopušta pristup članovima istog sklop (internal) ili izvedenih klasa (protected). Ovu oznaku možete shvatiti i kao internal ili protected.
Klase se, isto kao i njihovi članovi, mogu označiti bilo kojim od navedenih modifikatora pristupa. Ako član klase ima drugačiji modifikator pristupa od klase, primjenjuje se modifikator koji nameće veće ograničenje. Stoga, ako klasu myClass definirate na sljedeći način: public class myClass
{
U ... protected int myValue;
}
.
pristup myValue je ograničen iako je sama klasa označena kao javna .Javna klasa je vidljiva svim ostalim klasama koje joj žele pristupiti. Često se stvaraju klase čija je jedina svrha pomoći drugim klasama u sklopu, a te je klase bolje označiti s internal nego s public.
Praćenje inačica s pomoću ključnih riječi new i override U C # odluka programera da premosti virtualnu metodu eksplicitno se provodi s pomoću ključne riječi override. To pomaže pri stvaranju novih inačica koda. Promjene osnovne klase neće pokvariti postojeći kod u izvedenim klasama. Zahtjev za korištenjem ključne riječi override pomaže u sprječavanju tog problema.
Sklop (kao što je objašnjeno u Poglavlju 1) je jedinica dijeljenja i ponovnog korištenja koda u CLR-u (logički DLL). Sklop se obično stvara od skupa fizičkih datoteka koje se nalaze u jednoj mapi koja sadrži sve resurse (bit mape, .g if datoteke itd.) potrebne za izvedbenu datoteku, zajedno slL-om i metapodacima za taj program.
Poglavlje 5: Nasljeđivanje i polimorfaam
|
107
Evo kako se to odvija: pretpostavimo da je osnovnu klasu Control iz prethodnog ptp i mjera napisala Tvrtka A. Pretpostavimo i da su klase ListBox i RadioButton napisali programeri iz Tvrtke B koristeći kupljenu kopiju klase Control koju je napisala Tvrtka 1 A kao osnovu. Programeri Tvrtke B mogu u maloj ili nikakvoj mjeri kontrolirati dizajn 1 klase Control, uključujući buduće promjene koje će Tvrtka A napraviti. J Pretpostavimo zatim da jedan od programera iz Tvrtke B odluči u ListBox dodati 1 | metodu S o rt(): public class ListBox : Control
!
{
i public Virtual void Sort() {...}
1
i j To ne predstavlja nikakav problem dok Tvrtka A, autor klase Control, ne izda inačicu 2 svoje klase Control i ispostavi se da su i programeri Tvrtke A dodali metodu Sort() j ‘ svojoj javnoj klasi Control: }
public class Control
{
//
...
public Virtual void Sort() {...}
} U drugim objektno orijentiranim jezicima (npr. u C++) nova virtualna metoda Sort() funkcionirala bi kao osnovna metoda za virtualnu metodu So rt() u ListBox. Prevoditelj bi pozvao metodu S ort() iz ListBox kad ste zapravo namjeravali pozvati metodu S o rt() iz Control. U Java jeziku, ako So rt() iz Control ima drugi povratni tip,program za učitavanje klase bi smatrao da je S o rt() iz ListBox nepravilno premošćivanje i učitavanje ne bi uspjelo. C # sprječava ovaj problem. Virtualna metoda se u C # uvijek smatra za korijen virtualnog otpremanja tj. kad C # pronañe virtualnu metodu on prestaje s traženjem uz hijerarhiju nasljeñivanja. Ako je u Control uvedena nova virtualna metoda Sort(), ponašanje ListBox tijeko izvedbe ostaje nepromijenjeno. Kada se ListBox ponovno prevede prevoditelj generira upozorenje: ...\classl.cs(54,24): warning CS0114: 'ListBox.Sort()' hides inherited member 'Control.Sort() ‘. To make the current member override that implementation, add the override keyword. O t h e m i s e add the new keyword.
Za uklanjanje upozorenja programer mora naznačiti svoju namjeru. On može metodu Sort() iz ListBox označiti s new kako bi konkretizirao da se ne radi o premošćivanju virtualne metode u Control: public class ListBox : Control
{
108
|
public new Virtual void Sort() {...}
Programiranje C#
->
nam)en;
I
public class ListBox : Contiol
i . «^ I'
šf
{
public override void So rt() { . . . } Da biste izbjegli ovo upozorenje možda ćete htjeti svim svojim virtualnim metodama dodati ključnu riječ new. To nije dobra ideja. Kad se ključna riječ new pojavi u kodu ona bi trebala dokumentirati inačice koda. Ona potencijalnom klijentu pokazuje osnovnu klasu kako bi vidio što ne premošćujete. Često korištenje ključne riječi new podriva takvu dokumentaciju. Nadalje, upozorenje postoji kako bi vam pomoglo da prepoznate stvarni problem.
Apstraktne klase Svakapodklasa klase Control trebala bi implementirati vlastitu metodu DrawWindow() -a li ništa je na to ne obavezuje. Kako biste klase obavezali na implementaciju metode ^voje osnovne klase, trebate tu metodu označiti kao apstraktnu. Apstraktna metoda nema implementaciju. Ona stvara naziv i potpis metode koji se moraju implementirati u svim izvedenim klasama. Nadalje, označavanje jedne ili više metoda neke klase apstraktnima će i klasu učiniti apstraktnom. Apstraktne klase tvore osnovu za izvedene klase, ali instancijacija objekta apstraktne klase nije dopuštena. Deklariranjem apstraktne metode zabranjuje se stvaranje bilo >kakvih instanci te klase. J Stoga, ako DrawWindow() označite s abstract u klasi Control, možete izvoziti iz Control, ali ne možete stvoriti objekte Control. Svaka izvedena klasa morala bi implementirati v DrawWindow(). Ako izvedena klasa ne uspije implementirati apstraktnu metodu, klasa Jjjće isto bila apstraktna te instanciranje ponovno ne bi bilo moguće. -^Metoda se s abstract označava tako da se ključna riječ abstract napiše na početku spdefinicije metode: r‘
abstract public void DrawWindow();
(Kako metoda ne može imati implementaciju, na stavljaju se vitičaste zagrade već ■iSamo točka zarez.) Ako postoji jedna ili više apstraktnih metoda, definicija klase se takoñer mora označiti - sabstract, kao u sljedećem primjeru: abstract public class Control
U primjeru 5-2 prikazano je stvaranje apstraktne klase Control i apstraktne metode DrawWindow().
Poglavlje 5: Nasljeđivanje i polimorfizam
|
109
Primjer 5-2. Upotreba apstraktne metode i klase ttregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace abstractmethods
{ using System;
abstract pubiic
class Control
{ protected int top; protected int left; I I Konstruktor uzima dvije cjelobrojne vrijednosti // za fiksiranje lokacije na konzoli pubiic Control( int top, int left )
{ this.top = top; this.left = left;
} I I Simulira iscrtavanje prozora // napomena: nema implementacije
abstract pubiic void DrawWindow();
} // ListBox izvodi iz Control pubiic class ListBox : Control
{ private string listBoxContents;
// Nova varijabla članica
// Konstruktor dodaje parametar pubiic ListBox( int top, int left, string contents ): base(top, left) // poziva konstruktora base
{ listBoxContents = contents;
} // Premošćena inačica implementira I I apstraktnu metodu
pubiic override void DrawWindow()
{
110
|
Programiranje C#
|
’fimjer5-2. Upotreba apstraktne metode i klase (nastavak) ,
Console.WriteLine( "Mriting string to the listbox: {o}", listBoxContents );
}
P -■ - j g p p public class Button : Control public Button( int top, int left ): base(top, left)
{ } // implementira apstraktnu metodu
public override void DrawWindow()
{ Console.WriteLine( "Drawing a button at {oj, {i)\n"
to p , l e f t ) ;
} } public class Tester
{ static void Main()
{ Control[] winArray = new Control[3 ]; winArray[0 ] = new ListBox( 1 , 2 , "First List Box" )• winArray[lJ = new ListBox( 3, 4, "Second List Box" ); winArray[2 ] = new Button( 5, 6 ); for ( int i = 0; i < 3; i++ )
| f
winAiray[i ].DzaMindow();
* }
}
}
, V Pnm^ ru 5 -2 k,asa Control je deklarirana kao apstraktna i stoga se ne može instan' ; cirati. Ako zamijenite prvi član polja: winArray[oJ = new ListBox(l,2 ,"First List Box");
sa sljedećim kodom: winArray[o] = new Control(l,2 );
'program će generirati sljedeću pogrešku:
Poglavlje 5: Nasljeđivanje i polimorfizam
|
m
Možete instancirati objekte ListBox i Button jer te klase premošćuju apstraktnu metodi što ih čini konkretnima (tj. ne-apstraktnima). J 3
Ograničenja apstraktnih klasa Iako označavan'je DrawWindow-(■) apstraktnom prisil izve--d--e-n kla-s-eii«naun lm pie,^ l jjava sve — --e— mentaciju te metode, to je vrlo ograničeno rješenje problema. Ako klasu izvedemo '1 ) ?is
Naposljetku, apstraktne klase ne bi smjele biti samo implementacijski trik. One bi t trebale predstavljati ideju apstrakcije koja uspostavlja „ugovor" za sve izvedene klase 1 Drugim riječima, apstraktne klase opisuju javne metode klasa koje će implementirati! 1 apstrakciju. Ideja apstraktne klase Control je u postavljanju zajedničkih karakteristika i p o n ašan ja! svih kontrola, čak i ako nikad nije planirano instanciranje same apstrakcije Control. I Ideja apstraktne klase implicirana je u riječi „abstract" (apstraktno). Ona služi zal implementaciju apstrakcije „kontrole" koja će se manifestirati u raznim konkretnim! instancama klase Control, poput prozora preglednika, okvira, gumba, padajućeg! popisa ili izbornika, Apstraktna klasa odreñuje što Control jest, iako namjera nikad! nije stvaranje kontrole per se. Alternativa korištenju ključne riječi abstract je definira-J nje sučelja, kao što je opisano u poglavlju 8. a
Zapečaćena klasa U projektiranju programa, suprotno od apstraktnog je zapečaćeno (engl. sealed). Iakol je namjena apstraktne klase da se iz nje izvodi i da pruži predložak koji trebaju slijediti! njene podklase, zapečaćena klasa uopće ne dopušta da se iz nje izvode klase. Ako sef ispred deklaracije klase napiše ključna riječ sealed, ona sprječava izvoñenje. Klase sef sa sealed najčešće označavaju kako bi se spriječilo slučajno nasljeñivanje.
a\ r** •V.N 4
Napomena za Java programere: zapečaćena klasa u C # odgovara final-
noi k*as' uJavalez‘ku.
Ako se deklaracija klase Control u primjeru 5-2 promjeni iz abstract u sealed (i elitni-' nira ključna riječ abstract iz deklaracije DrawWindow()), program se neće prevesti. Ako| pokušate izgraditi ovaj projekt, prevoditelj će vratiti sljedeću poruku o pogrešci:
112
|
Programiranje C#
,, 'LiitB::x' cannot inherit from sealed class 'Control'
žne druge primjedbe (na primjer, da ne možete stvoriti novog zaštićenog člana u ječaćenoj klasi).
|j|rijen svih klasa: Object C# klase, bilo kojeg tipa, tretiraju se kao da izvode iz System.Object. To, zani^ k jjivo, uključuje i vrijednosne tipove. ^Olovna klasa je neposredan „roditelj" izvedenoj klasi. Izvedena klasa može biti ; osnova daljnjim izvedenim klasama stvarajući tako „stablo" nasljeñivanja ili hijerar^hl|U. Korijenska klasa je najviša klasa u hijerarhiji nasljeñivanja. Korijenska klasa u ob3ect- Nomenklatura je pomalo zbunjujuća dok ne zamislite stablo okrenuto '^naopako, s korijenom na vrhu i izvedenim klasama ispod njega. Osnovna klasa je 11‘ffakle, „iznad" izvedene klase. Napomena za C++programere: C# koristi jednostruko nasljeñivanje s ^ monolitnom hijerarhijom klase: svaka klasa nasljeñuje iz osnovne klase 5 ? ; Object, a višestruko nasljeñivanje nije moguće. Meñutim, C # sučelja pružaju brojne pogodnosti višestrukog nasljeñivanja. Više informacija o tome potražite u poglavlju 8.
i
, Object pruža razne virtualne metode koje podklase mogu premošćivati. Meñu njima je ^lEgualsO s kojom se utvrñuje jesu li dva objekta ista, GetType() koja vraća tip objekta . (detaljnije je objašnjena u poglavlju 8) i ToString() koja vraća niz za predstavljanje p l i ć e g objekta (objašnjeno u poglavlju 10). U tablici 5-1 možete pronaći sažetak |§§metoaa klase Object. fačblica 5-1. Metode klase Object
i;
Storadi f|juals()
Procjenjuje jesu li dva objekta jednaka
etllashCode() petType()
Dopušta objektima da pruže vlastitu metodu raspršivanja za upotrebu u kolekcijama (pogledajte poglavlje 9 za više informacija) Omogućava pristup objektu tipa (pogledajte poglavlje 18 za više informacija)
|~7oString()
Omogućava predstavljanje objekta nizom
|Finalize()
Cisti resurse koji nisu memorijski; implementiraju destruktor (pogledajte poalavlie A za više informacija)
^ f le m b e rv v is e C lo n e O
Stvara kopije objekta; vaš tip je nikad ne bi smio implementirati
4 t 5 ! l eI e!lceE(l ual s ( ) Procjenjuje pokazuju li dva objekta na istu instancu u ...............................................................................................................
^ 4
5 ' 3 pnkazana Je uPo«eba metode ToStringO naslijeñene iz Object, kao i
0bW e
J
pnmitlVni tlpovi podataka P°P»t int mogu tretirati kao da nasljeñuju P3ZnjU 113 einJenicu da metoda DisplayValue očekuje objekt, ali 0 dobro funkcionira i ako proslijedite cjelobrojnu vrijednost. a
u
Poglavlje 5: nasljeñivanje i p ofm orfu m
/
m
Primjer 5-3. Nasljeñivanje iz O bjed #region Using directives using System; using Sy st em . C ollecti ons.Ge neric; using Sy stem.Text;
#endregion names pace Inh eri ti ng Fr om Ob je c t
{ Public class SomeClass
{ private int val; public SomeClass( int someVal )
{ val = someVal;
} public override string ToSt ring O
{ return val.ToStringO;
}
}
pu b l i c class Tester static v oid Disp la y V al ue ( obje ct o )
{
Console.WriteLine( "The value of the object passed in is {0} , o.ToStringO );
} static void Main()
{ Console.WriteLine( "The value of i is: {o}", i.ToStringO ); DisplayValue( i ); SomeClass s = new SomeClass( 7 ); Console.WriteLine( "The value of s is {o}", s.ToStringO ); DisplayValue( s );
}
} } Dokumentacija za Object.ToStringO otkriva njezin potpis: public Virtual string To StringO;
To je javna virtualna metoda koja vraća niz i ne uzima parametre. Svi ugrañeni tipovi, poput tipa in t, izvedeni su iz Object i stoga mogu pozivati njene metode.
114
|
Programiranje C#
fi^ er 5-3 premošćuje virtualnu metodu za SomeClass, što je uobičajen slučaj, tako da metoda ToStringO može vratiti smislenu vrijednost. Ako smjestite u komentar iena ‘S nošćenu metodu, bit će pozvana osnovna metoda koja će izlaz promijeniti u: The value of s is SomeClass
’fik° je podrazumijvano ponašanje vraćanje niza s nazivom klase.
'lase ne trebaju eksplicitno deklarirati da izvode izObject. Nasljeñivanje je implicitno.
‘ Pakiranje i raspakiravanje tipova ' pakiranje (engl. boxing) i raspakiravanje (engl. unboxing) su procesi koji omogućavaju % uetiranje vrijednosnih tipova (npr. cjelobrojnih vrijednosti) kao da su referentni tipovi V objekti). Vrijednost se „pakira* unutar Object i zatim se ,,raspakirava“ u vrijednosni tip.
Napomena zaJava programere: ujeziku Java pakiranje osnovnih tipova
-
-3?
u objekte zahtjeva eksplicitnu upotrebu tipova omotača poput Integer i U C# mehanizam pakiranja sve to radi automatski. Tipovi omotača nisu potrebni. Float.
Pakiranje je im p lic itn o
f? 4flP|kiranje je implicitna pretvorba vrijednosnog tipa u tip Object. Pakiranje vrijednosti j'T dodjeljuje instancu tipa boxed i kopira vrijednost u novu instancu objekta, kao što je prikazano na slici 5-4. Na stogu
Na gom ili
123 inti= 123 ;
123 object o=i;
lika 5-4. Pakiranje referentnih tipova Pakiranje je implicitno kad pružite vrijednosni tip na mjestu na kojem se očekuje Ako, na primjer, primitivni tip dodijelite varijabli tipa Object (što je dopustiUjenti o jer int izvodi iz Object), vrijednost se pakira, kao sto je prikazano u sljedećem
Jlpnmjeru: ag/pf
using System; class Boxing public static void Main()
Poglavlje 5: Nasljeđivanje i polimorfizam
|
115
{ int i = 123; Co ns ol e. Wr it eL in e( "T he object value = { o }", i);
}
}
Console.WriteLine() očekuje objekt, a ne cjelobrojnu vrijednost. Kako bi zadovoljila metodu, CLR automatski pakira tip cjelobrojne vrijednosti, a na rezultirajućem objektu se poziva ToString(). Ova značajka omogućava stvaranje metoda koje kao parametar uzimaju objekt. Metoda će funkcionirati bez obzira na to što joj se proslijedi (referenca ili vrijednosni tip).
Raspakiravanje mora biti eksplicitno Kako biste zapakirani objekt vratili u vrijednosni tip, morate ga eksplicitno raspaki ran. To trebate učiniti u sljedeća dva koraka: 1. Provjerite je li instanca objekta zapakirana vrijednost odgovarajućeg vrijednosnog tipa. 2
. Kopirajte vrijednost iz instance u varijablu vrijednosnog tipa.
To je prikazano na slici 5-5. Za uspješno raspakiravanje objekt koji se raspakirava mora biti tipa koji odgovara vari jabli kojoj ga dodjeljujete. Pakiranje i raspakiravanje su prikazani u primjeru 5-4. Na stogu
i inti= 123;
o object o=i;
j int j—(int) o;
Slika 5-5. Pakiranje i zatim raspakiravanje Primjer 5-4. Pakiranje i raspakiravanje ttregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text;
116
|
Programiranje C#
Na gomili
‘p r i m j e r
5 - 4 . P a k ir a n je i r a s p a k i r a v a n j e ( n a s t a v a k )
:#endregion namespace boxing ^ public class UnboxingTest ^ public static void Main()
{ int i = 123; //pakiranje object o = i; // raspakiravanje (mora biti eksplicitno) int j = ( int ) o; Console.WriteLine( "j: {0}’’, j );
}
•
} } Primjer 5-4 stvara cjelobrojnu vrijednost i i implicitno je pakira prilikom dodjele objektu o. Ta se vrijednost zatim eksplicitno raspakirava i dodjeljuje novoj cjelobrojnoj vrijednosti int čija se vrijednost prikazuje. Uvećini ćete slučajeva operaciju raspakiravanja smjestiti u bloku try, kao stoje objašnjeno u poglavlju 11. Ako je objekt koji se raspakirava nuli ili referenca objekta nekog drugog tipa, izbacuje se InvalidCastException.
Ugnježñivanje klasa Klase imaju članove, a član klase može biti drugi korisnički definiran tip. Klasa Button, dakle, može imati člana tipa Location, a klasa Location može sadržavati članove tipa Point. Naposljetku, Point može sadržavati članove tipa int. Sadržana klasa ponekad može postojati samo kako bi služila vanjskoj klasi i ne mora postojati razlog da bude vidljiva (ukratko, sadržana klasa služi kao pomoćna klasa). Pomoćnu klasu možete definirati unutar definicije vanjske klase. Sadržana klasa se naziva ugniježñena klasa (engl. nested class), a klasa koja ju sadrži se jednostavno zove vanjska klasa. Ugniježñene klase mogu pristupati svim članovima vanjske klase. Meotda ugniježñene klase može pristupiti privatnim članovima vanjske klase. Ugniježñena klasa može biti skrivena od svih ostalih klasa - to jest, ona može biti privatna za vanjsku klasu.
Poglavlje 5: Nasljeđivanje i polimorfizam
|
117
Naposljetku, javnoj ugniježñenoj klasi pristupa se unutar dosega vanjske klase. Ako je Outer vanjska klasa, a N e s t e d je (javna) unutarnja klasa, N e s t e d referirajte kao Outer. Nested, gdje vanjska klasa funkcionira (više-manje) kao imenski prostor ili doseg. N a p o m e n a z a j a v a p r o g r a m e r e : ugniježđene klase otprilike odgovaraju statičnim unut ar nj im klasama. U C # ne postoje klase koje odgovaraju nestatičkim u nu tarnjim k la s a m a jezika Java.
U primjeru 5-5 prikazana je klasa Fraction A rtist koja je ugniježñena u klasi Fraction. Metoda klase FunctionArtist je prikaz razlomka na konzoli. U ovom primjeru prikazivanje izvodi par jednostavnih iskaza WriteLine(). P r im je r 5 - 5 . U p o t r e b a u g n i j e ž ñ e n e k l a s e #region Usirtg directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; ttendregion namespace NestedClasses {
■ public class Fraction
{ private int numerator; private int denominator; public Fraction( int numerator, int denominator )
{ Console.WriteLine( "Drauing the numerator: {o}'1, ■f.numerator ); Console.WriteLine( ''Drauing the denominator: {o}", ■f.denominator );
}
}
118
|
}
Programiranje C#
Primjer 5-5.
U p o t r eb a u g n i je ž ñ e n e k l a s e ( n a s t a v a k )
public class Tester static void Main()
{
Fraction fl = new Fraction( 3, 4 ); Console.WriteLine( "fl: {0}", fl.ToString() ); Fraction.FractionArtist fa = new Fraction.FractionArtist(); fa.Draw( fl );
} } } Ugniježñena klasa je prikazana podebljanim slovima. Klasa FractionArtist pruža samo jednog člana, metodu Draw( ). Ono što je posebno zanimljivo jest da Draw( ) ima pristup privatnim članovima podacima f.numerator i f.denominator kojima ne bi imala pristup da nije ugniježñena klasa. U Main() možete primijetiti kako za deklariranje instance ove ugniježñene klase morate zadati naziv tipa vanjske klase: Fraction.FractionArtist fa = new Fraction.FractionArtist();
Doseg klase FractionArtist je ograničen na klasu Fraction.
Poglavlje S: Nasljeđivanje i polimorfizam
I
119
POGLAVLJE 6
Preopterećivanje operatora
Projektanti jezika C # imali su za cilj da omoguće da korisnički definirane klase imaju sve funkcionalnosti ugrañenih tipova. Pretpostavimo da ste definirali tip koji predstavlja razlomke. Osiguravanje da ova klasa ima sve funkcionalnosti koje imaju ugrañeni tipovi znači da na instancama razlomaka morate moći provesti aritmetičke operacije (npr. zbrojiti dva razlomka, pomnožiti ih itd.) i pretvarati razlomke u i iz ugrañenih tipova. Možete, naravno, za svaku operaciju implementirati metode i pozvati ih pisanjem iskaza poput: Fraction theSum = firstFraction.Add(secondFraction);
Iako će ovaj iskaz funkcionirati, on je nespretan i to nije način na koji se koriste ugrañeni tipovi. Mnogo bi bolje bilo napisati: Fraction theSum = firstFraction + secondFraction;
Ovakvi su iskazi intuitivni i u skladu su s načinom dodavanja ugrañenih tipova, poput int. U ovom ćete poglavlju naučiti tehnike za dodavanje standardnih operatora tipovima koje ste sami definirali. Naučit ćete i kako se dodaju operatori pretvorbe kako bi se korisnički definirani tipovi mogli implicitno i eksplicitno pretvarati u druge tipove.
Korištenje ključne riječi operator U C # se operatori implementiraju stvaranjem statičkih metoda čije povratne vrijednosti predstavljaju rezultat operacije i čiji su parametri operandi. Prilikom stvaranja operatora za klasu naznačujete kako ste „preopteretili" taj operator, na isti način na koji bistepreopteretili bilo koju drugu metodu članicu. Stoga biste za preopterećivanje operatora zbrajanja (+) napisali: public static Fraction operator+(Fraction lhs, Fraction rhs)
Ja za parametre obično koristim nazive lhs i rhs. Naziv lhs znači lijeva strana (engl. left handside) i podsjeća me da prvi parametar predstavlja lijevu stranu operacije. U skladu s tim, rhs znači desna strana (engl. right hand side).
120
Sintaksa je z ik a C# za p re o p te rećiv a n je o p e ra to ra je da se ispred op erato ra k o ji se treba p reop teretiti n a p iše riječ o p era to r. K lju čn a rije č op era to r je m o d ifika to r m eto de. Stoga, za p re o p terećiv a n je op eratora zbrajan ja (+) treb ate n ap isati operator+. Kada nap išete: Fraction theSum = firstFraction + secondFraction;
poziva se preopterećeni operator +, pri čemu se fir s t F ra c t io n prosljeñuje kao prvi argument, a secon d Fraction kao drugi argument. Kada prevoditelj vidi izraz: firstFraction + secondFraction
on ga prevodi u: Fraction.operator+(firstFraction, secondFraction)
Rezultat je v ra ć a n je novog F ra c tio n ko ji se u o v o m slu čaju d o d je lju je F ra c tio n o b je k tu pod im enom theSum.
Napomena za C++ programere: stvaranje nestatičkih operatora nije ^ moguće, stoga binarni operatori moraju uzimati dva operanda.
Podrška ostalim .NET jezicima C# pruža mogućnost preopterećivanja operatora za vaše klase. Ostali .N ET jezici, poput VB.NET-a, možda neće podržavati preopterećivanje operatora i stoga je važno osigurati da vaša klasa podržava alternativne metode koje bi drugi jezici mogli pozvati za postizanje istog efekta. Stoga, ako preopterećujete operator zbrajanja (+), dobro bi bilo dodati i metodu add() koja ima istu funkciju. Preopterećivanje operatora treba biti sintaktički prečac, a ne jedini način na koji objekti izvode odreñeni zadatak.
Stvaranje korisnih operatora Preopterećivanje operatora može kod učiniti jasnijim i da funkcionira poput ugrañenih tipova. Ono kod može učiniti i neupravljivim, složenim i nefunkcionalnim ako prekršite uobičajeni idiom za korištenje operatora. Oduprite se iskušenju korištenja operatora na nov i individualan način. Na primjer, iako je ideja preopterećivanja operatora uvećavanja (++) na klasi zaposlenika kako bi se pozvala metoda za uvećavanje razine zaposlenikove plaće možda primamljiva, to može stvoriti veliku zbrku za klijente klase. Preopterećivanje operatora je najbolje koristiti štedljivo i samo onda kada je značenje jasno i u skladu s načinom na koji funkcioniraju ugrañene klase.
P oglavlje 6: P reo p terećivan je op erato ra
|
121
Logički parovi P re o p te re ćiv a n je o p era to ra je d n a k o s ti (==) radi p ro v jere je s u li dva o b je k ta jednaka (b e z ob z ira na n a č in na k oji je d e fin ira n a je d n a k o s t o b je k a ta ) p rilič n o je uobičajeno. A ko u C # p re o p te re ću je te o p e ra to r je d n a k o s ti, ob av ezn o m o ra te p re o p te re titi i opera- | tor n e je d n a k o sti (! =). S lič n o to m e , m o ra ju se u p a riti i o p e ra to ri „ m a n je o d “ (<) i „veće i o d “ (>), k a o i op erato ri „ m an je od ili je d n a k o 11 (<=) i „veće od ili je d n a k o
(>=).
Napomena za C i C++ programere: m noge C+ + b ib lio teke zahtijevaju im plem entaciju sam o o peratora < ili =, a da se ostale operacije izvode iz njih. C # zahtijev a im plem entaciju o b je polovine ovih uparem h oneratora.
Operator jednakosti A ko p re o p te re ću je te o p era to r je d n a k o s ti (==), p re p o ru čljiv o je p re m o stiti i virtualnu j j m eto du E q u a ls() koju p ru ž a o b je c t i n je n u fu n k c io n a ln o st u sm je riti n a z a d do opera-
|
tora je d n a k o s ti. T o k la si o m o g u ća v a p o lim o rfn o st i k o m p a tib iln o s t s o sta lim .NET
1
je z icim a k o ji ne p re o p te re ću ju o p e ra to re (ali p o d rž a v a ju p re o p te re ćiv a n je metoda). F | C L k la se n e će k o ris titi p re o p te re će n e o p era to re , ali će o č e k iv a ti da k la se implemen-
q
tira ju tem e ljn e m eto d e. K la sa o b je c t im p le m e n tira m e to d u E q u a ls () sa sljedećim
|
p o tp iso m :
1
public Virtual bool Equals(object o)
P re m o šćiv a n je m ove m eto d e d o p u šta te k la si F ra c tio n d a sa sv im d ru g im objektim a
j
d jelu je p o lim o rfn o . U n u ta r tije la m e to d e E q u a ls () tre b a t će te o sigu ra ti d a usporeñuje te s d ru g im F ra c tio n te u tom s lu ča ju m o ž e te p ro d u ž iti im p lem e n ta ciju do definicije
i
o p era to ra je d n a k o sti: public override bool Equals(object o)
i-f ( ! (o is Fractio n ) )
{
■ return false;
retu rn t h is == (F ra ctio n ) o;
} O p e ra to r i s k o risti se k a k o bi se p ro v je rilo je li tip o b je k ta tije k o m iz v o ñ en ja kompatib ila n s o p e ra n d o m (u o v om s lu č a ju , s F r a c tio n ). Sto ga će o i s F ra c tio n b iti tru e ako je o u stv a ri tip k o ji je k o m p a tib ila n s F r a c tio n . P revoditelj će očekiv ati da prem ostite i GetHashCode, kao što je o b ja šnjeno dalje u tekstu .
122
|
P ro g ra m ira n je C#
Operatori pretvaranja ' | jj ^ >
C# int implicitno pretvara u long i omogućava eksplicitnu pretvorbu long u int. Pretvaranje int u long je implicitno (za njeno izvoñenje nije potrebna nikakva sintaksa) i sigurno jer znate da će bilo koji int stati u memorijsku reprezentaciju long. Obrnuta operacija, pretvaranje iz long u int mora biti eksplicitno (korištenjem operatora pretvaranja tipa) jer se pri takvom pretvaranju mogu izgubiti informacije:
-**
int mylnt = 5; long myLong; myLong = mylnt; mylnt = (int) myLong;
// implicitno // eksplicitno
Za svoje razlomke morate imati istu funkcionalnost. Ako upotrijebite in t, možete podržati implicitno pretvaranje u razlomak jer je cijela vrijednost jednaka toj vrijed„ nosti kroz 1 (npr. 15==15/1). Kad imate razlomak, možda ćete ga poželjeti eksplicitno pretvoriti natrag u cjelobrojnu vrijednost iako znate da će neke informacije možda biti izgubljene. Tako možete 9 / 4 pretvoriti u 2 .
1
Prilikom implementacije vlastitog pretvaranja ključna riječ im plicit se koristi kad je sigurno da će pretvorba uspjeti i da neće doći do gubitka informacija. U ostalim se slučajevima koristi ključna riječ ex p licit.
■>'' 4 »k1
K lju čnu riječ im p lic it obavezno koristite u vijek kad ne koristite e x p lic it .
U primjeru 6-1 prikazana je moguća implementacija implicitnog i eksplicitnog pretvaranja te neki od operatora iz klase Fraction. (lako sam koristio ConsoleWriteLine() r za ispis poruka koje govore koja se metoda unosi, bolji način ovakvog praćenja jest s pomoću alata za ispravljanje pogrešaka. Točku prekida možete postaviti u svaki iskaz '%• koji se provjerava, zatim ući u kod promatrajući pozivanje konstruktora onim redosli■^fijedom kojim se pojavljuju.) Dok prevodite ovaj primjer generirat će se upozorenja jer pmetoda GetHashCode() nije implementirana (pogledajte poglavlje 9). Primjer 6-1. Definiranje pretvorbi i operatora za operatore iz klase razlomaka ~'h
'« public class Fraction
• { private int numerator; private int denominator; public Fraction(int numerator, int denominator)
{ Console.WriteLine("In Fraction Constructor(int, int)"); this.numerator=numerator; V
this.denominator=denominator;
}
Poglavlje 6: Preopterećivanje operatora
|
123
Primjer 6-1. Definiranje pretvorbi i operatora za operatore iz klase razlom aka (nastavak) public Fraction(int wholeNumber) Console.UriteLinef'In Fraction Constructor(int)"); numerator = wholeNumber; denominator = l;
} public static implicit operator Fraction(int thelnt) ^
Console.WriteLine("In implicit conversion to Fraction'1); return new Fraction(thelnt);
} public static explicit operator int(Fraction theFraction) Console.WriteLine("In explicit conversion to int"); return theFraction.numerator / theFraction.denominator;
public static bool operator==(Fraction lhs, Fraction rhs) Console.WriteLine("In operator ==”); if (lhs.denominator == rhs.denominator && lhs.numerator == rhs.numerator)
{ return true; // Upišite kod za obradu nejednakih razlomaka return false;
Klasa Fraction počinje s dva konstruktora. Jedan ima brojnik i nazivnik, a drugi cijeli broj. Iza konstruktora slijedi deklaracija dva operatora pretvaranja. Prvi operator cjerojnu vrijednost mijenja u Fraction:
Poglavlje 6: Preopterećivale operatora
|
125
public static implicit operator Fraction(int thelnt)
{ return new Fraction(thelnt);
} Ova je pretvorba označena s implicit jer se bilo koji cijeli broj (int) može pretvoriti u Fraction tako da se int postavi za brojnik, a 1 za nazivnik. Delegirajte ovaj posao' konstruktoru koji uzima int. Drugi operator pretvaranja služi za eksplicitnu pretvorbu razlomaka u cjelobrojne vrijednosti: public static explicit operator int(Fraction theFraction)
} Budući da se u ovom primjeru koristi dijeljenje cjelobrojnih vrijednosti, vrijednost će se skratiti. Stoga, ako je razlomak 15/16, rezultirajuća cjelobrojna vrijednost bit ceo. Upotrebom sofisticiranijeg operatora za pretvaranje može se postići zaokruživanje. Iza operatora pretvaranja nalazi se operator jednakosti (==), a ne operator nejednakosti (!=). Upamtite da, ako implementirate jedan od ova dva operatora jednakosti, morate implementirati i drugi. Jednakost za Fraction ste definirali tako da brojnici i nazivnici moraju biti jednaki. U ovoj se vježbi 3 / 4 i 6 / 8 ne smatraju jednakim a. Ponovo, upotreba sofisticiranije implementacije skratila bi ove razlomke i primijetila jednakost. Uključite preopterećivanje metode Equals() iz klase objekta kako bi se Fraction objekti tretirali polimorfno sa svim ostalim objektima. Vaša implementacija je da se procjena jednakosti delegira operatoru jednakosti. Klasa Fraction bi, bez sumnje, implementirala sve aritmetičke operatore (zbrajanje, oduzimanje, množenje, dijeljenje). Kako bi primjer bio što jednostavniji, implementirajte samo zbrajanje i to maksimalno pojednostavite. Provjerite jesu li nazivnici jednaki; ako jesu, dodajte sljedeće brojnike: public static Fraction operator+(Fraction lhs, Fraction rhs)
{ if (lhs.denominator == rhs.denominator)
{ return new Fraction(lhs.numerator+rhs.numerator, lhs.denominator);
} Ako nazivnici nisu jednaki, upotrijebite unakrsno množenje: int tirstProduct = lhs.numerator * rhs.denominator; int secondProduct = rhs.numerator * lhs.denominator; return new Fraction( tirstProduct + secondProduct, lhs.denominator * rhs.denominator
);
126
|
Programiranje C#
. kod lakše razumjeti s pomoću primjera. Ako zbrajate 1 / 2 i 3/4, možete prvi p j e) l ik (l) pomnožiti drugim nazivnikom (4) i rezultat spremiti u firstProduct. Možete fjngi ikbrojnik (3) pomnožiti prvim nazivnikom (2 ) i rezultat spremiti u secontProduct. ’rugi ‘
ve rezultate zbrojite (6+4), pri čemu dobijete zbroj 1 0 , što je brojnik rezultata. Zatim %nožite dva nazivnika (2*4) kako biste generirali novi nazivnik (8 ). Točan odgovor c razk>mak 1 0 /8 . JgBnačno, premostite ToStringO kako bi Fraction mogao svoju vrijednost vratiti u "^.iJt>ku numerator/denominator: ,, V
publlc override string T o StringO ^ String s = numerator.ToStringO + "/” + denominator.ToStringO;
jV
return s;
r i i?"« . . . . ^Jdasa Fraction vam je pri ruci i spremni ste za provjeru. U prvim se provjerama stvarajujednostavni razlomci, 3/4 i 2 /4 : ’
>
Fraction fl = new Fraction(3,4); Console.WriteLine(''fl: {0 } " , fl.ToString(j); Fraction f2 = new Fraction(2,4); Console.WriteLine("f2: {0 }", f2.ToString());
tOvim se postupkom dobiva očekivani rezultat - pozivanje konstruktora i vrijednost ,’fispisana u WriteLine(): In Fraction Constructor(int, int) t^
!?
fl: 3/4 in Fraction Constructor(int, int) f2: 2/4
^Sljedeći red u Main() poziva statički operator+. Svrha ovog operatora je zbrajanje dva ikr^zlomka i vraćanje zbroja u obliku novog razlomka: Fraction f3 = fl + f2; Console.UriteLine("f 1 + f2 = f3: { 0 } " , f3.ToStringO);
pogled na rezultat otkriva način na koji operator+ funkcionira: In operator+ In Fraction Constructor(int, int) <
fl + f2 = f3: 5/4
^Pozivaše operatori, zatim konstruktor za f 3 koji uzima dvije int vrijednosti koje predstavljaju brojnik i nazivnik rezultirajućeg razlomka. ''Nova provjera u Main() zbraja int i Fraction f 3 i rezultirajuću vrijednost dodaje novom razlomku f 4 :
1 Ponovimo još jednom: 1/2—4/8, 3/4-6/8, 4/8+6/8=10/8. U primjeru razlomak nije skraćen kako bi kod > ostao što jednostavniji.
U izlazu se mogu vidjeti koraci raznih pretvorbi: In implicit conversion to Fraction In Fraction Constructor(int) In operatoraIn Fraction Constructor(int, int) f3 + 5 =
| I
U : 25/4
Primijetit ćete kako je operator implicitnog pretvaranja pozvan kako bi se 5 pretvorilo! u razlomak. U povratnom iskazu operatora implicitnog pretvaranja pozvan je kon-i struktor Fraction čime je stvoren razlomak 5 /1 . Ovaj je novi razlomak zatim proslije-1 ñen zajedno s Fraction f3 do operatora-, a zbroj je proslijeñen do konstruktora zaf 4 .| U konačnoj provjeri stvara se novi razlomak (f 5). Provjerite je li on jednak razlomku'! | f 2 . Ako jest, ispišite njihove vrijednosti: Fraction f5 = new Fraction(2,4); if (f5 == f2)
U izlazu se vidi način stvaranja f 5 , a zatim pozivanje preopterećenog operatora! jednakosti: In Fraction Constructor(int, int) In operator == F5: 2/4 == F 2 : 2/4
128
j
Programiranje C#
POGLAVLJE 7
Strukture
‘Struktura (engl. struct) je jednostavan korisnički definiran tip, lakša alternativa klasi. Strukture su slične klasama u toliko što mogu sadržati konstruktore, svojstva, metode, .f^polja, operatore, ugniježñene tipove i indekse (pogledajte poglavlje 9). , Postoje i značajne razlike izmeñu klasa i struktura. Na primjer, strukture ne podržavaju ifnasljeñivanje niti destruktore. Što je još važnije, iako je klasa referentni tip, struktura je ^'Vrijednosni tip (više informacija o klasama i tipovima potražite u poglavlju 3). Strukture Jflti stoga korisne za predstavljanje objekata koji ne zahtijevaju semantiku referenci. f ‘Općeprihvaćeno stajalište je da se strukture trebaju koristiti samo za tipove koji su jmali, jednostavni i po ponašanju i karakteristikama slični ugrañenim tipovima. Napomena za C++ programere: značenje konstrukcije strukture u C # uvelike je drugačije od onog u C++. Struktura je u C++ potpuno jed' ni*.1 naka klasi, osim što je podrazumijevana postavka vidljivosti (javna nasuprot privatnoj) drugačija. U C # strukture su vrijednosni tipovi, dok su klase referentni tipovi, a strukture u C# imaju i druga ograničenja koja su opisana u ovom poglavlju.
*« J
frakture su nešto učinkovitije po upotrebi memorije u poljima (za više informacija gledajte poglavlje 9). One, meñutim, mogu biti manje učinkovite kada se koriste nekim kolekcijama. Kolekcije koje uzimaju objekte očekuju reference, a strukture oraju biti zapakirane. Pakiranje i raspakiravanje usporava izvedbu pa klase mogu ti učinkovitije u većim kolekcijama. |§H ovom ćete poglavlju naučiti kako se strukture definiraju i kako se s njima radi te ||ako se za inicijalizaciju njihovih vrijednosti mogu koristiti konstruktori.
Definiranje struktura jffjntaksa za deklariranje strukture gotovo je identična onoj za definiranje klase: [atributi] [modifikator pristupa] struct identifikator [:popis sučelja] { članovi }
129
U primjeru menzionah što bi se di primijetiti ih članova----svojstva. P r im je r 7-1. S t v a r a n je s t r u k t u r e #region Using directives using System; using S y s t e m . C o l le ct io ns . G en eri c ; using System.Text;
(fendregion namespace Cr eating AStru ct
{
public struct Location private int xVal; private int yVal; public Location( int xCoordinate, int yCoordinate ) xVal = xCoordinate; yVal = yCoord inat e;
public int x
{ get
{
return xVal;
} set
{ xVal = value;
} } public int y 1
. get { return yVal;
} set
{ yVal = value;
}
130
(
Programiranje C#
'prim jer 7-1. S t v a r a n je s t r u k t u r e ( n a s ta v a k ) public override string ToStr ing O return ( String.Format( ”{0}, {l}“, xVal, yVal ) );
1
public class Tester
{
public void myFunc( Location loc )
{
loc.x = 5 0 ; loc.y = 1 0 0 ; Console.WriteLine( "In MyFunc loc: {0}", loc );
} -static void Main()
{ Location locl = new Location( 200, 300 ); Console.WriteLine( "Locl location: {o}", locl ); Tester t = new Tester(); t.myFiinc( locl ); Console.WriteLine( “Locl location: {o}", locl );
} } } Za razliku od klasa, strukture ne podržavaju nasljeñivanje. One su implicitno izvedene iz object (isto kao i svi tipovi u C# , uključujući ugrañene tipove), ali ne mogu ?'-•.nasljeñivati od drugih klasa niti struktura. Strukture su takoñer implicitno zapečaćene v • Ai*(tojest, nijedna klasa niti struktura se ne može izvesti iz strukture). Strukture, meñu»j; tim, poput klasa mogu implementirati više sučelja. Ostale razlike uključuju: ~v Nema destruktora niti prilagoñenog podrazumijevanog konstruktora Strukture ne mogu sadržati destruktore niti prilagoñene konstruktore bez parametara (podrazumijevane). Ako konstruktor ne postoji, CLR će inicijalizirati strukturu i sva polja postaviti na nulu. Ako pak navedete konstruktor koji nije zadan, CLR inicijalizacija se neće pokrenuti te morate eksplicitno inicijalizirati sva polja. 'L Nema inicijalizacije U strukturi ne možete inicijalizirati polje instance. Stoga, nije dopušteno napisati: private int xVal = 50; private int yVal = 100;
iako bi to bilo u redu da se radi o klasi. .^Strukture su projektirane da budu jednostavne i lake za korištenje. Dok privatni » d a ć i člana promoviraju sakrivanje i učahurivanje podataka, neki programeri drže ako je to prevelik napor za strukture. Oni podatke člana označavaju kao javne i tako
Poglavlje 7: Strukture
|
131
pojednostavnjuju implementaciju strukture. Drugi programeri misle kako svojstva omogućavaju jasno i jednostavno sučelje te da dobra programerska praksa nalaže sakrivanje podataka čak i u jednostavnim objektima. Zahvaljujući novoj mogućnosti refaktoriranja u Visual Studiju javne varijable možete jednostavno pretvoriti u privatne sa pridruženim javnim svojstvima. Varijablu jednostavno pritisnete desnom tipkom miša i odaberete Refactor -* Encapsulate Field. Visual Studio će javnu varijablu pretvoriti u privatnu i stvoriti svojstvo s pristupnicima get i set.
] j i j 1
Stvaranje struktura Instancu strukture možete stvoriti koristeći ključnu riječ new u iskazu dodjeljivanja, isto kao da se radi o klasi. U primjeru 7-1 klasa Tester stvara instancu Location na sljedeći način: Location locl = new Location(200,300);
Ovdje je nova instanca nazvana lo cl i prosljeñuju joj se dvije vrijednosti,
200
i 300.
Strukture kao vrijednosni tipovi Definicija klase Tester u primjeru 7-1 sadrži strukturu objekta’ Location (locl) koja je stvorena s vrijednostima 2 0 0 i 3 0 0 . Sljedeći red koda poziva konstruktora Location: Location locl = new Location(200,300);
Zatim se poziva W riteLine(): Console.WriteLine("Locl location: {0}", locl);
WriteLine() očekuje objekt, ali, naravno, Location je struktura (vrijednosni tip). Prevoditelj automatski pakira strukturu (kao sto bi to učinio s bilo kojim drugim vrijednosnim tipom) i taj se zapakirani objekt prosljeñuje do W riteLine(). Za zapakirani objekt poziva se ToStringO a kako struktura (implicitno) nasljeñuje od object, ona može odgovoriti polimorfno, premošćujući metodu na isti način na koji bi to učinio bilo koji drugi objekt: Locl location: 200, 300
P akiran je m ožete izb jeći tak o da p reth od n i od jeljak prom ijenite u: C on sole.W riteLine("Locl lo c a tio n : { 0 } " , lo c l.T o S t r in g O ) ;
3!
P akiranje se izbjegava izrav nim pozivanjem m etode ToString za v arijablu v rijed nosno g tipa gdje v rijed nosn i tip pru ža prem ošćiv anje m etode ToString.
U ovoj knjizi termin objekt koristim i za referentne tipove i za vrijednosne tipove. U svijetu objektno orijentiranog programiranja postoji neslaganje oko takve prakse, ali ja se tješim činjenicom da je Microso vrijednosne tipove implementirao kao da su naslijedili od korijenske klase Object (i stoga za bdo koji vrijednosni tip, uključujući ugrañene cipove poput int, možete pozivati sve metode Object).
132
|
Programiranje C#
.
Vl;i__
SU’ meñutim, vrijednosni objekti i kad se prosljeñuju do metode oni se propo vrijednosti - kao što možete vidjeti u sljedećem redu koda u kojem se objekt tici prosljeñuje metodi myFunc(): jeđuju
t.myFunc(locl);
metodi myFunc() nove se vrijednosti dodjeljuju x i y i te se nove vrijednosti ispisuju: Locl location: 50, 100
Kad s e vratite na pozivajuću metodu (Main()) i ponovno pozovete WriteLine() vrijednosti ostaju nepromijenjene: Locl location: 200, 30 0
'ć0-
Itruktura je proslijeñena kao vrijednosni objekt te je u myFunc() stvorena kopija. Pokucajte deklaraciju promijeniti u class: public class Location
,Ovaj put objekt Location ima semantiku reference. Stoga, kad se vrijednosti promijene mmyFunc(), one se promijene u stvarnom objektu u Main().-
Stvaranje struktura bez ključne riječi new Budući da je lo c l struktura (a ne klasa), stvorena je na stogu. Stoga, kad je u primjeru
M 7 4 pozvan operator new: Location locl = new Location(200,300);
"'l rezultirajući objekt Location je stvoren na stogu. Operator newpoziva konstruktor Location. Meñutim, za razliku od klase, struktura se može stvoriti bez korištenja operatora new. To je u sklad s načinom definiranja varijabli ugrañenih tipova (poput int), kao što je prikazano u primjeru 7 -2 .
Upozorenje: u ovom primjeruje prikazan način stvaranja strukture bez korištenja operatora newjer se C# i C++ po tome razlikuju. Stvaranje struktura bez ključne riječi newdonosi malo prednosti i na taj se način mogu stvoriti programi koji su manje razumljivi, više podložni pogreškama i teži za održavanje. Nastavite na vlastitu odgovornost.
Drugi način za rješavanje ovogproblema je upotreba ključne riječi ref (kao stoje objašnjeno upoglavlju v koja dopušta da vrijednosni tip proslijedite po referenci.
Poglavlje 7: Strukture
|
133
P r im je r 1 -2 . S tv aran je s t r u k t u r e b e z k l j u č n e r i je č i new fcregion Using directives using System; using System.Collections.Oeneric; using System.Text; ftendregion namespace StructWithoutNew
{ public struct Location
{ public int xVal; public int yVal; public Location( int xCoordinate, int yCoordinate )
{ xVal = xCoordinate; yVal = yCoordinate;
} public int x
{ get
{ return xVal;
} set
{ xVal = value;
}
}
public int y
{ get
{ return yVal;
} set
{ yVal = value;
}
}
public override string ToStri ng O {' return ( String.Format( "{0}, {!}", xVal, yVal ) );
}
}
public class Tester
{ static void Main()
134
|
Programiranje C#
ritnjer
7-2. S t v ara n je s t r u k t u r e b e z k l ju č n e r i ječ i new ( n a s t a v a k )
} '■ } , /} H U primjeru 7-2 lokalne varijable se inicijaliziraju izravno prije pozivanja metode lo cl j prije prosljeñivanja objekta do WriteLine(): fa.-
7$R,
‘4 r -
locl.xVal = 75;
iocl.yVal = 2 2 5 ;
^ Kad bi jednu od dodjela smjestili u komentar i ponovno preveli kod: static void Main()
{
Location l o c l ; locl.xVal = 75; U locl.yVal = 2 2 5 ; Console.WriteLine(locl);
} došlo bi do pogreške prevoditelja: Use of unassigned local variable 'locl'
" Kad dodijelite sve vrijednosti, možete im pristupiti preko svojstava x i y: static void Main() II;
// Dodjeljuje varijablu članicu // Koristi svojstvo // Koristi svojstvo
}
Budite oprezni prilikom korištenja svojstava. Iako ona daju podršku za učahurivanje tako što stvarne vrijednosti čine privatnima, sama su svojstva zapravo metode članice, a metodu članicu ne možete pozvati dok ne inicijalizirate sve varijable članice.
Poglavlje 7: Strukture
|
135
POGLAVLJE 8
Sučelja
Sučelje (engl. interface) je ugovor koji klijentu jam či kako će se klasa ili struktura ponašati. Kad klasa (ili struktura) implementira sučelje ona svakom potencijalnom klijentu kaže „ja jam čim da ću podržati metode, svojstva, dogañaje i indekse ovog sučelja" (informacije o metodama i svojstvima potražite u poglavlju 4, informacije o dogañajima u poglavlju 12, a više o indeksima u poglavlju 9). Sučelje nudi alternativu apstraktnoj klasi za stvaranje ugovora izmeñu klasa i njihovih I klijenata. Ti se ugovori očituju korištenjem ključne riječi interface koja deklarira refe- 1 rentni tip koji učahuruje ugovor. j Prilikom definiranja sučelja možete definirati metode, svojstva, indeksere i/ili dogañaje koje će implementirati klasa koja implementira sučelje. Sučelja se često usporeñuju s apstraktnim klasama. Apstraktna klasa služi kao osnovna klasa za obitelj izvedenih klasa, dok bi se sučelja trebala miješati s ostalim stablima nasljeñivanja. Ono što je u ovom poglavlju navedeno za klasu vrijedi i za strukturu, osim ako nije drugačije navedeno.
Kad klasa implementira sučelje, ona mora implementirati sve dijelove tog sučelja (metode, svojstva itd.). Klasa, u stvari, kaže „ pristajem na ispunjavanje ugovora koji je definiran ovim sučeljem". * . 4*,
Napomena za Java programere: C # ne podržava upotrebu polja konstanti (konstanti članica) u sučelju. Najbliža alternativa je korištenje f jf; nabrojanih konstanti (enumeracija).
U poglavlju 5 saznali smo kako nasljeñivanje iz apstraktne klase implementira odnos to-je. Implementacija sučelja, s druge strane, definira odnos drugačiji od ovog, a koji se naziva (nimalo iznenañujuće) odnos implementacije. Postoji fina razlika izmeñu ova dva odnosa. Auto je vozilo, ali bi mogao implementirati sposobnost MožeSeKupitiAkoU zmešVelikiKredit (kao što to, na primjer, može i kuća). 136
Mješavine USomerv*Neu
\J ovom ćete poglavlju naučiti kako se sučelja stvaraju, implementiraju i koriste. Naujčit ćete kako se implementiraju višestruka sučelja, kako se sučelja mogu kombinirati "J ’d proširiti te kako se može provjeriti je li klasa implementirala sučelje. i
Definiranje i implementiranje sučelja Sintaksa za definiranje sučelja je sljedeća: [atributi] [modifikator pristupa] interface ime sučelja[:popis osnovnih sučelja] {tijelo sučelja}
Zasad nemojte obraćati pažnju na atribute; oni su obrañeni u poglavlju 18. Modifikatori pristupa (public, private, protected, internal i protected interna!.) objašnjeni su u poglavlju 4. < Iza ključne riječi interface navodi se naziv sučelja. Uobičajeno je (ali ne i obavezno) da fnaziv sučelja počinje slovom I (dakle, IStorable, ICloneable, IClaudius itd.). .. Popis osnovnih sučelja daje popis svih sučelja koje ovo sučelje proširuje (kao što je opisano u sljedećem odjeljku). , Tijelo sučelja opisuje metode, svojstva i druge elemente koje implementirajuća klasa ^treba implementirati.
Pretpostavimo da želite stvoriti sučelje koje opisuje metode i svojstva koja su klasi ^potrebna za spremanje i uzimanje podataka iz baze podataka ili drugog spremišta, na ^primjer datoteke. To sučelje odlučili ste nazvati IStorable. U ovom sučelju možete zadati dvije metode: Read() i Write() koja se pojavljuju u tijelu i sučelja. interface IStorable
{ void Read(); void Write(object);
Svrha sučelja je definiranje sposobnosti za koje želite da budu dostupne u klasi. Možete, na primjer, stvoriti klasu Document. Ispostavlja se kako se tipovi Document m o g u spremiti u bazu podataka, stoga odlučujete da Document implementira sučelje # 'IStorable. Poglavlje 8: Sučelja
|
137
Kako biste to učinili, koristite istu sintaksu koju biste koristili da klasa Document nasl' ñuje iz IStorable - dvotočku (:) iza koje slijedi naziv sučelja: public class Document : IStorable { public void Read() {...} public void Write(object obj) {...}
H ... } Dalje je vaša odgovornost, kao autora klase Document, osigurati smislenu implemen-1 taciju Istorable metoda. Budući da ste naveli da Document implementira IStorable ’ morate implementirati sve metode iz isto rab le, u suprotnom će se prilikom prevode- ? nja dogoditi pogreška. To je prikazano u primjeru 8-1 u kojem klasa Document imple- : mentira sučelje istorable. P r im je r 8 - 1 . K o r i š t e n j e j e d n o s t a v n o g s u č e l ja ifregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace Simplelnterface
{ // Deklarira sučelje interface istorable
{ // Nema modifikatora pristupa, metode su javne // Nema implementacije void Read(); ■ void Write( object obj ); int Status { get; set; }
} // Pravi klasu koja implementira sučelje istorable public class Document : istorable { // Sprema vrijednost za svojstvo private int status = 0; public Document( string s )
{ Console.WriteLine( "Creating document with: {0 }", s );
// Implementira metodu Read public void Read()
138
|
Programiranje C#
Wf 1
8-1 K o r iš t e n je j e d n o s t a v n o g s u č e l ja [n a s t a v a k )
console.WriteLine( "Impleroenting the Read Method tor IStorable" );
} // implementira metodu Write public void Write( object o )
{
Console.WriteLine( "Implementing the Write Method tor IStorable” );
} // Implementira svojstvo public int Status { get
{ return status;
}
status = value;
} '■■‘I I Koristi sučelje public class Tester { static void Main()
{ // Pristupa metodama u objektu Document Document doc = new Document( "Test Document” ); doc.Status = -l; doc.ReadO; Console.Writeline( "Document Status: {o}", doc.Status );
}
U primjeru 8-1 definirano je jednostavno sučelje IStorable koje sadrži dvije metode (Read() i W rite()) i svojstvo (Status) tipa integer. Obratite pažnju da deklaracija svojstva ne pruža implementaciju za g et() i se t(), već jednostavno označava kako postoje get() i s e t(): int Status { get; set; }
Obratite pažnju i da deklaracija metode IStorable ne uključuju modifikatore pristupa (public, protected, internal ili private). Navoñenje modifikatora pristupa u stvari generira pogrešku u prevoñenju. Metode sučelja su implicitno public jer je sučelje
Poglavlje 8: Sučelja
|
139
ugovor koji trebaju koristiti druge klase. Ne možete stvoriti instancu sučelja; umjesto, toga možete instancirati klasu koja implementira sučelje. Klasa koja implementira sučelje mora točno i u potpunosti ispuniti ugovor. Documenti mora pružiti i metodu Read() i metodu Write() te svojstvo Status. Način na koji će i ispuniti zahtjeve ovisi isključivo o klasi Document. lako IStorable odreñuje da Document t mora imati svojstvo Status, to sučelje ne zna niti mu je bitno je li klasa Document stvarni ? status spremila kao varijablu članicu ili ga uzima iz baze podataka. Pojedinosti su na 1 implementacijskoj klasi.
Implementiranje više od jednog sučelja Klase mogu implementirati više od jednog sučelja. Ako se, na primjer, klasa Document može spremiti, a može se takoñer i komprimirati, možete implementirati i sučelje IStorable i sučelje ICompressible. Kako biste to učinili, promijenite deklaraciju (popis osnovnih sučelja) kako biste naveli da su implementirana oba sučelja. Sučelja odvojite zarezom: public class Document : IStorable, ICompressible
Kad je to učinjeno, klasa Document mora implementirati i metode koje zadaje sučelje ICompressible (koje je deklarirano u primjeru 8-2): public void Compress() Console.Writeline("Implementing the Compress Metbod");
} public void Decompress() Console.WriteLine("Implementing the Decompress Method");
}
Proširivanje sučelja Postojeće sučelje može se proširiti kako bi se dodale nove metode ili članovi, odnosno kako bi se promijenio način funkcioniranja postojećih članova. ICompressible možete, na primjer, proširiti novim sučeljem ILoggedCompressible koje početno sučelje proširuje metodama koje evidentiraju pohranjene bajtove. interface ILoggedCompressible : ICompressible void LogSavedBytes();
} Ako ICom pressible proširite na ovaj n ačin , zapravo n aznaču jete da sve on o što im plem entira ILoggedCompressible m ora im plem entirati i IComp re ssib le .
140
|
Programiranje C#
sada slobodno mogu implementirati ili ICompressible ili ILoggedCompressible, 0 tome treba li im dodatna funkcionalnost. Ako klasa implementira ILoggedCom|essible, ona mora implementirati sve metode iz ILoggedCompressible i ICompressi|e. Objekti tog tipa mogu se pretvoriti u ILoggedCompressible ili u ICompressible. ja š e
|»nbiniranje sučelja ^ lično tome, nova sučelja možete stvoriti kombiniranjem postojećih sučelja i, opcio%ialno, dodajući nove metode ili svojstva. Na primjer, možete stvoriti IStorableCompres-;sible. To bi sučelje kombiniralo metode oba sučelja, ali bi dodalo i novu metodu za ^spremanje izvorne veličine unaprijed komprimirane stavke: interface IStorableCompressible : IStorable, ILoggedCompressible
-ić
{
;
i
void LogOriginalSize();
Prim jer 8 - 2 . P r o š ir iv a n je i k o m b i n i r a n je s u č e l ja fc-egion Using directives jising System; using System.Collect ions.Generic; using System.Text; jfendregion namespace ExtendAndCombineInterface
{ interface IStorable
■ f void Read(); void Write( object obj ); int Status { get; set; }
} .'// Evo novog sučelja i interface ICompressible
" { void Compress(); void Decompress();
} U Proširenje sučelja interface ILoggedCompressible : ICompressible void LogSavedBytes();
H Kombiniranje sučelja interface IStorableCompressible : IStorable, ILoggedCompressible
Poglavlje 8: Sučelja
|
141
Primjer 8-2. Proširivanje i kombiniranje sučelja (nastavak) void LogOriginalSize();
} // loš jedno sučelje interface IEncryptable
{ void Encrypt(); void Decrypt();
} public class Document : IStorableCompressible, IEnciyptable
{ // Drži podatke za svojstvo Status sučelja IStorable private int status = o; // Konstruktor dokumenta public Document( string s ) Console.WriteLine( “Creating document with: {0}“, s )
} // Implementacija IStorable public void Read()
{
Console.WriteLine( "Implementing the Read Method for IStorable" );
} public void Write( object o )
{ Console.WriteLine( "Implementing the Write Method for IStorable" );
// Implementiranje IEncryptable public void Encrypt()
{ Console.WriteLine( "Implementing Encrypt" );
} public void Decrypt()
{ Console.WriteLine( "Implementing Oecrypt" );
} } public class Tester
{
' static void Main()
{ // Pravi objekt dokumenta Document doc = new Document( "Test Document" ); // Pretvara dokument za različita sučelja IStorable isDoc = doc as IStorable; if ( isDoc != nuli )
{ isDoc.Read();
} else Console.WriteLine( "IStorable not supported" ); ICompressible icDoc - doc as ICompressible; if ( icDoc != nuli )
{
Poglavlje 8: Sučelja
|
143
Primjer 8-2. Proširivanje i kombiniranje sučelja (nastavak) icDoc.Compress();
} else Console.WriteLine( "Compressible not supported" ); ILoggedCompressible ilcDoc = doc as ILoggedCompressible; if ( ilcDoc != nuli )
} else Console.WriteLine( "StorableCompressible not supported” );
} IEncryptable ie = doc as IEncryptable; if ( ie U
nuli )
{ ie.Encrypt();
} else Console.WriteLine( "Encryptable not supported" );
Primjer 8-2 počinje implementacijom sučelja IStorable i sučelja ICompressible. Ovo drugo se proširuje u ILoggedCompressible i zatim se ta dva sučelja kombiniraju u IStorableCompressible. Naposljetku je u primjer dodano novo sučelje IEncryptable. Program Tester stvara novi objekt Document i zatim ga koristi kao instancu različitih sučelja. Slobodno možete pretvarati: ICompressible icDoc = doc as ICompressible;
No to nije potrebno. Prevoditelj zna da doc implementira ICompressible i može ovo pretvaranje učiniti implicitno: ICompressible icDoc = doc;
144
|
Programiranje C#
ICompressible icDoc = doc as ICompressible; if ( icDoc \- nuli ) icDoc.Compress(); else Console.WriteLine( "Compressible not supported" );
S
Pretvaranje u proširena sučelja
^ Kad je objekt pretvoren u ILoggedCompressible možete koristiti sučelje za pozvanje
metoda na ICompressible jer ILoggedCompressible proširuje (i stoga obuhvaća) metode iz osnovnog sučelja: ILoggedCompressible ilcDoc = doc as ILoggedCompressible; if (ilcDoc != nuli)
} Ne možete, meñutim, pozvati Read() jer se radi o metodi sučelja IStorable koje nije povezano. Ako poziv metode Read() izdvojite u komentar, primit ćete pogrešku pre' voditelja. Ako pretvorite u IStorableCompressible (koje prošireno sučelje kombinira sa sučeljem IStorable), onda možete pozivati metode sučelja IStorableCompressible, ICompressi: ble i IStorable: IStprableCompressible isc = doc as IStorableCompressible if (isc != nuli)
Pristupanje metodama sučelja Članovima sučelja IStorable možete pristupiti kao da pristupate članovima klase Document: Document doc = new Document(''Test Document’’); doc.status = -l; doc.Read();
Poglavlje 8: Sučelja
|
145
Možete i stvoriti instancu sučelja' tako da dokument pretvorite u tip sučelja i zatim to sučelje koristite za pristup metodama:
5$®,;
An exception of type System. InvalidCastException was thrown.
’ ; itnimke su iscrPniie objašnjene u poglavlju
IStorable isDoc = doc; isDoc.status = 0;
11.
Operator is
isDoc.Read();
U tom slučaju u Main() znate kako je Document zapravo IStorable te možete iskoristiti to znanje i ne izvesti eksplicitno promjenu tipa ili provjeru promjene tipa.
'.'^Korisno bi bilo pitati objekt podržava li on sučelje, a zatim pozvati odgovarajuće metode. To se u C # može postići na dva načina. Prvi je korištenje operatora is. Oblik
Kao što je ranije navedeno, sučelja se ne mogu izravno instancirati. T o jest, ne možete napisati:
*i operatora i s iest: ;;
izraz is
tip
Operator is ima vrijednost true ako se izraz (koji mora biti referentni tip) može sigurno pretvoriti u tip bez izbacivanja iznimke.' U Primjeru 8-3 prikazana je upotreba operatora is za provjeru implementira li Document sučelja IStorable i ICompressible.
IStorable isDoc = new IStorable();
Meñutim, možete stvoriti instancu implementirajuće klase, kao u sljedećem odlomku koda: Document doc = new Document("Test Document");
N a p o m e n a z a J a v a p r o g r a m e r e : operator is jezika C # od govar a operatoru instanceof u jeziku java.
Možete zatim stvoriti instancu sučelja tako da tip implementacijskog objekta pretvorite u tip sučelja, a to je u ovom slučaju IStorable: IStorable isDoc = doc;
m
\ P rim jer8 -3 . K o r iš t e n je o p e r a t o r a is
Ove korake možete kombinirati tako da napišete:
dregion Using directives
IStorable isDoc = new Document("Test Document");
Pristup kroz sučelje omogućava da sučelje tretirate polimorfno. Drugim riječima, dvije ili više klasa mogu implementirati sučelje, a ako tim klasama zatim pristupate isključivo putem sučelja, možete zanemariti njihov stvarni tip tijekom izvedbe i tretirati ih naizmjenično. Više informacija o polimorfizmu potražite u poglavlju 5.
Pretvaranje u sučelje U većini slučajeva se ne zna unaprijed podržava li objekt neko sučelje. U kolekciji dokumenata možda nećete znati podržava li odreñeni objekt sučelje IStorable ili ICompressible ili oba. Možete samo pretvarati u sučelja: Document doc = myCollection[0]; IStorable isDoc = (IStorable) doc; isDoc.Read(); ICompressible icDoc = (ICompressible) doc; icDoc.Compress();
Ako se ispostavi kako Document implementira samo sučelje IStorable: pub’lic class Document : IStorable
.v-t'jising System; using System.Collections.Generic; using System.Text; . #endregion namespace IsOperator
;< r.
interface IStorable
{ void Read(); void Write( object obj ); int Status { get; set; }
■Jfj
i// Novo s u č e lje
A
{interface
„_
T
ICompressible
void Compress(); void DecompressO;
)
■rll Document implementira IStorable
pretvaranje u ICompressible će se ipak prevesti jer je ICompressible valjano sučelje. Meñutim, zbog nedopuštenog pretvaranja će se prilikom pokretanja programa izbaciti iznimka:
* Ili, preciznije, ispravno premjestiti referencu u objekt koji implementira sučelje.
146
|
Programiranje C#
Public class Document : IStorable
i ć I operator is i operator as (opisan u nastavku poglavlja) mogu se, osim za provjeru implementacije sučelja, koristiti i za procjenu tipova kroz nasljeñivanje. Stoga is možete koristiti i kako biste provjerili je li pas ifit/Sisavac.
Poglavlje 8: Sučelja
|
147
P r im j e r 8 - 3 . K o r i š t e n j e o p e r a t o r a is (n a s t a v a k )
{ private int status = 0; public Document( string s )
{ Console.WriteLine( "Creating document with: {0}", s );
} // IStorable.Read public void Read()
{ Console.WriteLine( "Reading..
} // IStorable.Write public void Write( object o )
{ Console.WriteLine( "Writing..
} // IStorable.Status public int Status { get
{ return status;
} set
{ status = value;
}
} }
// Izvodi iz Document i implementira ICompressible public class CompressibleDocument : Document, ICompressible
{ public CompressibleDocument(String s) : base(s)
{ } public void Compress()
{ Console.WriteLine("Compressing..
} public void Decompress()
{ Console.WriteLine("Decompressing...
}
148
|
Programiranje C#
frimjer 8-3- Korištenje operatora
is
(nastavak)
} public class Tester
{ static void Main()
i
:
{
// Kolekcija Documents Document[] docArray = new Document[2]; // Prvi unos je Document docArray[0 ] = new Document( "Test Document" ); // Drugi unos je CompressibleDocument (u redu je // jer je CompressibleDocument Document) docArray[l] = new CompressibleDocument("Test CompressibleDocument"); // Ne znamo što ćemo izvući iz šešira foreach (Document doc in docArray)
{ // Ispisuje ime Console.WriteLine("Got: {o}”, doc); // Obje prolaze test if (doc is IStorable)
{ IStorable isDoc = (IStorable)doc; isDoc.Read();
} // Ne uspjeva za Document // Prolazi za CompressibleDocument it (doc is ICompressible)
Primjer 8-3 se od primjera 8-2 razlikuje po tome što Document više ne implementira sučelje ICompressible, već to čini klasa koja je izvedena iz Document i zove se CompressibleDocument.
Hain() provjerava je li svako pretvaranje dopušteno (ponekad se naziva i sate) provjeri: ravajući sljedeći uvjet i f : if (doc is IStorable)
) Taj je postupak jasan i gotovo da sam sebe objašnjava. Iskaz i f govori da će se pretvaranje dogoditi samo ako objekt pripada ispravnom tipu sučelja.
3.
Poglavlje 8: Sučelja
|
149
Klasa Document uspješno prolazi tu provjeru, ali ne zadovoljava sljedeću: if (doc is ICompressible)
CompressibleDocument zadovoljava obje provjere.
Oba tipa dokumenta stavljamo u polje (možete zamisliti predavanje takvog polja metodi koja ne može znati kakav je sadržaj polja). Prije nego što pokušate pozvati metode iz ICompressible, morate biti sigurni da tip kojem pripada Document implementira ICompressible. To će umjesto vas provjeriti operator is. Na žalost, ovakva upotreba operatora is nije učinkovita. Kako biste razumjeli zašto, morate pogledati MSIL kod koji se generira. Evo malog odlomka (primijetit ćete kako su brojevi redaka u heksadecimalnom zapisu). IL0023:
isinst
ICompressible
IL_0028: IL_002a:
brfalse.s ldloc.o
IL_0039
IL_002b:
castclass Stl0C.2
ICompressible
IL_0030: IL_003l: IL_0032:
ldloc . 2 callvirt
instance void ICompressible::Compress()
Najvažnija je provjera ICompressible u redu 23. Ključna riječ is in s t u MSIL kodu označava operator is. Ona provjerava je li objekt (doc) doista pravog tipa. Kad je ova provjera zadovoljena, nastavljamo na red 2b u kojem se poziva ca stcla ss. Nažalost, ca stcla ss takoñer provjerava tip objekta. Provjera se, dakle, izvodi dvaput. Učinkovitije rješenje je upotreba operatora as
Operator as Operator as kombinira operator is s operacijama pretvaranja tako što prvo provjerava je li pretvaranje valjano (to jest, bi li provjera s is vratila true), a zatim, ako pretvaranje jest valjano, završava pretvaranje. Ako pretvaranje nije valjano (to jest, ako provjera s is vrati vrijednost false), operator as vraća vrijednost nuli. ari Ključna riječ nuli predstavlja praznu referencu - onu koja ne pokazuje ni na jedan objekt.
i Korištenje operatora as eliminira potrebu za obradom iznimki pretvaranja tipa. U isto vrijeme izbjegavate i dvostruku provjeru pretvaranja. Iz tih je razloga za pretvaranje tipa sučelja najbolje koristiti operator as. O blik operatora as je: izraz as tip
Kod iz primjera 8-3 je u sljedećem odlomku koda prilagoñen tako da se koristi operator as i provjerava se hoće li povratna vrijednost biti nuli: static void Main()
150
j
Programiranje C#
// Kolekcija Documents Document[] docArray = new Document[2 ]; // Prvi unos je Document docArray[0] = new Document( "Test Document" ); // Drugi unos je CompressibleDocument (što je u redu jer // je CompressibleDocument Document) docArray[l] = new CompressibleDocument("Test CompressibleDocument");
// Ne znamo što ćemo izvući iz šešira foreach (Document doc in docArray)
{ // Ispisuje ime Console.WriteLine("Got: {0}", doc); // Obje prolaze test IStorable isDoc = doc as IStorable; if (isDoc != nuli)
{
isDoc.Read();
} // Ne prolazi za Document // Prolazi za CompressibleDocument ICompressible icDoc = doc as ICompressible; if (icDoc != nuli)
{ icDoc.Compress();
}
}
} ■ 'Ako pogledate odgovarajući MS1L kod, primijetit ćete kako je ova inačica daleko ^učinkovitija:
m . •:£le*V s§
1
IL_0023: IL_0028: IL_0029: IL_002a: IL_002c: IL 002d:
isinst stloc.2 ldloc.2 brfalse.s ldloc.2 callvirt
ICompressible
IL_0034 instance void ICompressible::Compress()
Usporedba operatora is i operatora as .Ako želite provjeriti je li objekt odgovarajućeg tipa, te ako je to tako, odmah pretvoriti ‘:pbjekt u drugi tip, operator as je mnogo učinkovitiji. Ponekad ćete, meñutim, možda iktjeti provjeriti tip operatora, ali ga nećete odmah pretvoriti. Možda ga želite samo (provjeriti, a pretvaranje vam nije potrebno - jednostavno ga želite dodati na popis onih k°ji zadovoljavaju odgovarajuće sučelje. U tom je slučaju bolje koristiti operator is.
Poglavlje S; Sučelja
|
151
U sp o redb a sučelja s a p s tra k tn o m klaso m Sučelja su vrlo slična apstraktnim klasama. Deklaraciju sučelja IStorable zapravo možete promijeniti tako da bude apstraktna klasa: abstract class Storable abstract public void Read(); abstract public void Write();
} Document sada može nasljeñivati iz Storable i ovakva se upotreba ne bi mnogo razliko-
vala od korištenja sučelja. Pretpostavimo kako ste klasu List kupili od nekog proizvoñača te da njene sposobnosti želite kombinirati s onima definiranim u Storable. U C++ biste mogli stvoriti klasu StorableList i nasljeñivati i iz List i iz Storable. U C# , meñutim, nema takve mogućnosti. Ne možete nasljeñivati i iz apstraktne klase Storable i iz klase List jer C # ne podržava višestruko nasljeñivanje kod klasa. C # vam, meñutim, dopušta implementiranje neograničenog broja sučelja i izvoñenje iz jedne osnovne klase. Stoga, ako od Storable načinite sučelje, možete nasljeñivati i iz klase List i iz sučelja IStorable, kao što to u sljedećem primjeru čini StorableList: public class StorableList : List, IStorable
{ // Ovdje popišit metode ... public void Read() {...} public void Write(object obj) {...}
II . . .
} Neki Microsoft razvojni inženjeri ne preporučuju upotrebu sučelja, već preferiraju apstraktne osnovne klase zbog jednostavnijeg praćenja inačica. Pretpostavimo kako ste projektirali sučelje i programeri u vašoj tvrtci ga počnu koristiti. Sada tom sučelju želite dodati novi član. Na raspolaganju su vam dvije loše m ogućnosti: možete promijeniti sučelje i prekinuti postojeći kod ili sučelje možete tretirati kao nepromjenjivo i stvoriti, na primjer, IStore2 ili IStorageExtended. Ako to često činite, ubrzo ćete imati desetke usko povezanih sučelja i kod će biti u kaotičnom stanju. Ako koristite apstraktnu osnovnu klasu, novu virtualnu metodu možete dodati sa podrazumijevanom implementacijom. Postojeći kod će i dalje funkcionirati, ali se u imenski prostor ne uvodi nova klasa. Ako stvarate biblioteku klasa koju će ponovno koristiti velik broj ljudi (osobito ako se radi o ljudima izvan vaše tvrtke), vjerojatno je najbolje koristiti apstraktne osnovne klase. Ako, meñutim, stvarate klase za jedan projekt, korištenjem sučelja kod će biti fleksibilniji i jednostavniji za razumijevanje.
152
|
Programiranje C#
premošćivanje implementacija sučelja rjinplementirajuća klasa može neke, ili sve, metode koje implementiraju sučelje slo’ « b ° dn0 označiti kao virtualne. Izvedene klase mogu premostiti (override) te implemen;%||I|taCIJe kako bi postigle polimorfizam. Na primjer, klasa Document može implementirati ^Jlfl'sučeljč IStorable i metode Read() i Write() označiti s Virtual. Document može svoj 'Iflsadržaj pročitati (Read()) i zapisati (Write()) u tip File. Razvojni inženjer može kasnije izDocument izvoditi nove tipove, na primjer Note ili EmailMessage te može odlučiti kako Jl'.će Note čitati iz baze podataka ili zapisivati u nju, a ne u datoteku. ■-
% U primjeru 8-4 pojednostavljen je složeni primjer 8-3 i prikazano je premošćivanje *,“■implementacije sučelja. Metoda Read() je označena s Virtual i implementira je Document. Read() se zatim premošćuje u tipu Note koji izvodi iz Document. P rim jer 8 - 4 . P r e m o š ć i v a n j e i m p l e m e n t a c i j e s u č e l ja “ (tregion Using directives . using System; ’ using System.Collections.Oeneric; ‘ using System.Text; #endregion v-namespace overridinglnterface interface IStorable
1 void Read(); void Write();
} ■v H Pojednostavnjuje Document da implementira samo IStorable public class Document : IStorable
i
%
*
// konstruktor dokumenta public Docuntent( string s )
{
;
Console.WriteLine( "Creating document with: {o}", s );
} U čini čitanje virtualnim public Virtual void Read()
{ Console.WriteLine( "Document Read Method for IStorable" );
II
NB: Nije virtualna!
Poglavlje 8: Sučelja
|
153
Primjer 8-4. Premošćivanje implementacije sučelja (nastavak) public void Write()
{
Console.WriteLine( "Document Write Method for IStorable" );
}
}
I I Izvodi iz Document public class Note : Document
{ public Note( string s ): base(s)
{
Console.WriteLine( "Creating note with: {o}”, s );
} I I Premošćuje metodu Read public override void Read()
{ Console.WriteLine( "Overriding the Read method for Note!" );
} // Implementiram moju vlastitu metodu Write public new void Write()
{ Console.WriteLine( "Implementing the Write method for Note!" );
}
}
public class Tester
{ static void Main()
{
I I Stvara referencu dokumenta do objekta Note Document theNote = new Note( “Test Note" ); IStorable isNote = theNote as IStorable; if ( isNote != nuli )
{ isNote.Read(); isNote.Write(); _
} Console.WriteLine( "\n" ); I I Izravni poziv metoda theNote.Read(); theNote.Write(); Console.WriteLine( "\n" );
154
|
Programiranje C#
Premošćivanje implementacije sučelja (nastavak)
t*Primjer
I I Pravi objekt Note Note rote2 = new Note( "Second Test" ); IStorable isNote2 = note2 as IStorable; if ( isNote2 != nuli )
{ isNote2.Read(); isNote2.Write();
} Console.WriteLine( "\n" ); I I Izravno poziva metode note2.Read(); note2.Write();
} } Uovom primjeru Document implementira pojednostavljeno sučelje IStorable (pojednostavljeno kako bi primjer bio što jasniji): interface IStorable
{ void Read(); void Write();
Razvojni inženjer koji je stvorio Document je metodu Read() označio kao virtualnu, ali to nije učinio s metodom W rite(): public Virtual void Read()
U stvarnim aplikacijama, kad jednu metodu označite kao virtualnu, najvjerojatnije biste i drugu označili s Virtual, ali ovdje je izmeñu metoda napravljena razlika kako biste vidjeli da razvojni inženjer može slobodno izabrati koje će metode biti virtualne. ' Klasa Note izvodi iz Document: public class Note : Document
Note ne mora premostiti metodu Read(), no može to slobodno učiniti, kao stoje slučaj u primjeru: public override void Read()
U Tester se metode Read() i Write() pozivaju na četiri načina: • Preko reference osnovne klase do izvedenog objekta Preko sučelja koje je stvoreno iz reference osnovne klase do izvedenog objekta • Preko izvedenog objekta • Preko sučelja koje je stvoreno iz izvedenog objekta
Poglavlje 8: Sučelja
I
155
Za postizanje prva dva poziva stvara se referenca Document (osnovna klasa) i adresa novog objekta Note (izvedenog) koji je stvoren na gomili dodjeljuje se referenci Document: Document theNote = new Note("Test Note");
Stvara se referenca sučelja i za pretvaranje Document u referencu IStorable koristi se operator as: IStorable isNote = theNote as IStorable;
Zatim se metode Read() i W rite() pozivaju kroz to sučelje. Izlaz otkriva kako se na metodu Read() odgovara polimorfno, što, prema očekivanju, nije slučaj s metodom W rite(): Overriding the Read pethod for Note! Document Write Method for IStorable
Metode Read() i W rite() se zatim pozivaju izravno na samom objektu: theNote.Read(); theNote.Write();
i ponovno možete vidjeti kako je radila polimorfna implementacija: Overriding the Read method for Note! Document Write Method for IStorable
U oba slučaja poziva se metoda Read() iz Note i metoda W rite() iz Document. Kako biste se uvjerili da se radi o rezultatu premošćivanja metode, stvorite drugi objekt Note i njegovu adresu ovog puta dodijelite referenci za Note. To se koristi za prikaz konačnih slučajeva (tj. pozivanje kroz izvedeni objekta i pozivanje kroz sučelje stvoreno iz izvedenog objekta): Note note2 = new Note("Second Test");
Ponovno se prilikom pretvaranja u referencu poziva premošćena metoda Read(). Meñutim , kad se metode pozivaju izravno na objektu Note: note2 .Read(); note2 .Write();
izlaz pokazuje kako ste pozvali Note, a ne premošćenu Document: Overriding the Read method for Note! Implementing the Write method for Note!
Eksplicitna implementacija sučelja U implementaciji koja je prikazana, implementirajuća klasa (u ovom slučaju Document) stvara metodu članicu koja ima isti potpis i povratni tip kao metoda iz sučelja. Ne treba se eksplicitno označiti kako se radi o implementaciji sučelja - prevoditelj to implicitno razumije.
156
|
Programiranje C#
Što će se dogoditi ako klasa implementira dva sučelja i oba sučelja sadrže metodu s istim potpisom? U primjeru 8-5 stvorena su dva sučelja: IStorable i ITalk. Drugo sučelje implementira metodu Read() koja knjigu čita na glas. Ona se, na žalost, sukobljava s metodom Read() iz sučelja IStorable. Budući da i IStorable i ITalk sadrže metodu Read(), implementirajuća klasa Docu■■ment mora barem za jednu metodu koristiti eksplicitnu implementaciju. U eksplicitnoj implementaciji implementirajuća klasa (Document) eksplicitno identificira sučelje za metodu: void ITalk.Read()
To rješava su k o b , ali stvara i niz z a n im ljiv ih nuspojava. Prvo, druga m etoda T a lk () se ne tre b a e k sp licitn o im plem entirati; public void Talk()
Budući da n em a su k o b a , o n a se m o ž e d e kla rira ti na u o b ičajen n ačin .
Još važnije, metoda s eksplicitnom implementacijom ne može imati modifikator pristupa: void ITalk.Read()
Ta je metoda implicitno javna. Metoda koja se deklarira putem eksplicitne implementacije se, u stvari, ne može deklarirati s modifikatorima abstract, Virtual, override i new. Nadalje, eksplicitno implementiranoj metodi ne možete pristupiti kroz sam objekt Kad napišete: theDoc.Readj);
prevoditelj će pretpostaviti kako se to odnosi na implicitno implementirano sučelje za Istorable. Jedim način pristupa eksplicitno implementiranom sučelju je preko pretvaranja u sučelje:
f
ITalk itDoc = theDoc; itDoc.Read();
Eksplicitna je implementacija prikazana u primjeru 8-5. P r im jer 8 - 5 . E k s p l ic it n a i m p l e m e n t a c i j a #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; (fendregion namespace ExplicitImplementation
Poglavlje 8: Sučelja
|
157
Primjer 8-5. Eksplicitna implementacija (nastavak) IStorable
interf ace
{ void R e a d (); void Write();
interface
ITalk
{ vo id Talk(); void Read();
} // Modi fi ka ci ja Document da imple m entira ISto rable i ITalk public class Do c ument : IS torable, ITalk { // Ko n strukt or do ku me nt a public
Document(
string s )
Consol e. Wr it e L in e ( "Crea ting do c um ent with: {o}", s )
} // Či ni Read() vi rt u a l n o m public Virt ua l void Read() Co ns ol e. Wr it el ine( "I mp le me nt in g IStorabl e.Re ad" );
} public vo id Write() ^
Consol e . Wr it e L in e(
" Impl ementi n g IStorab le. Write " );
} void
ITalk.Read()
Consol e. Wr it et in e( "I mp le me nt in g ITalk.Re ad" );
} public vo id Talk() Co ns ol e. Wr it eL ine( " Implem enting I Talk. Talk
);
} } public class
Tester
{ static vo id Main()
{ // Pr av i ob je k t d okumen ta t heDoc = new Document( "Test Do cu me nt" );
Selektivno izlaganje metoda sučelja Razvojni inženjer koji je stvorio klasu može iskoristiti činjenicu da, kada je sučelje implement>ran0 kroz eksplicitnu implementaciju, sučelje nije vidljivo klijentima implementirajuće klase, osim ako se koristi pretvaranje tipa. Pretpostavimo kako semantika objekta Document zahtjeva da on implementira sučelje IStorable, ali ne želite da metode Read() i Write() budu dio javnog sučelja Document. Možete koristiti eksplicitnu implementaciju kako biste osigurali da su te metode dostupne samo kroz pretvaranje tipa. To vam omogućava očuvanje javnog API-ja Document i istovremenu implementaciju sučelja IStorable. Ako vašem klijentu treba objekt koji implementira sučelje IStorable, on može izvesti pretvaranje, ali kad dokument koristi kao Document API neće uključivati Read() i W rite(). Eksplicitnom implementacijom, u stvari, možete izabrati koje će metode biti vidljive kako biste neke implementacijske metode izložili kao dio Document, a druge ne. U primjeru 8-5 objekt Document izlaže metodu Talk() kao metodu koja je dio Document, no metodi ITalk. Read() može se pristupiti samo kroz pretvaranje tipa. Čak i kad sučelje IStorable ne bi sadržavalo metodu Read() mogli biste eksplicitno implementirati Read() kako metodu Read() ne biste izložili kao metodu iz Document. Zbog toga što eksplicitna implementacija sučelja sprječava korištenje ključne riječi Virtual, izvedena klasa morala bi ponovno implementirati metodu. Stoga, ako je Note izvodila iz Document, ona bi morala ponovno implementirati metodu ITalk.Read() jer Document implementacija ITalk.Read() ne može biti virtualna.
Sakrivanje člana Član sučelja može biti skriven. Pretpostavimo da želite da sučelje IBase ima svojstvo P; interface IBase { int P { get; set; }
} Pretpostavimo i da iz tog sučelja izvodite novo sučelje IDerived koje svojstvo P skriva novom metodom P():
Poglavlje 8; Sučelja
|
159
interface IDerived : IBase
{ new int P();
} Zanemarimo li pitanje je li ovo dobra zamisao, svojstvo Psada je skriveno u osnovnom sučelju. Implementacija ovog izvedenog sučelja zahtijevat će najmanje jednog eksplicitnog člana sučelja. Možete koristiti eksplicitnu implementaciju ili za osnovno sučeljei/j za izvedenu metodu, ili ju možete koristiti i za jedno i za drugo. Stoga, sve tri sljedeće inačice bit će dopuštene: class myClass : IDerived { // Eksplicitna implementacija za osnovno svojstvo int IBase.P { get {...} } // Implicitna implementacija izvedene metode public int P() {...}
class myClass : IDerived
{ // Implicitna implementacija za osnovno svojstvo public int P { get {...} } I I Eksplicitna implementacija izvedene metode int IDerived.P() {...}
class myClass : IDerived
{ // Eksplicitna implementacija za osnovno svojstvo int IBase.P { get {...} } // Eksplicitna implementacija izvedene metode int IDerived.P() {...}
Pristupanje zapečaćenim klasama i vrijednosnim tipovima Metodama sučelja uglavnom je bolje pristupati kroz pretvaranje sučelja. Iznimka su vrijednosni tipovi (npr. strukture) i zapečaćene klase. U tom je slučaju metodu sučelja bolje pozvati kroz objekt. Kada sučelje implementirate u strukturi, zapravo ga implementirate u vrijednosnom tipu. Prilikom pretvaranja tipa u referencu sučelja dolazi do implicitnog pakiranja objekta: Na žalost, kad to sučelje koristite za modifikaciju objekta, modificirate zapakiran objekt, a ne izvorni objekt vrijednosti. Nadalje, ako vrijednost strukture promijenite iz metode, zapakirani će tip ostati nepromijenjen. U primjeru 8 -6 stvorena je struktura koja implementira sučelje IStorable i prikazane su posljedice implicitnog pakiranja prilikom pretvaranja tipa strukture u referencu sučelja.
160
|
Programiranje C#
'fim jer 8 - 6 . R e f e r e n c e n a v r i je d n o s n e t ip o v e
b'sing System; Uegion Using directives
S''
^using System; gfjjsing System.Collections.Generic; f using System.Text; . #endregion pamespace ReferencesOnValueTypes
{
7 / Deklarira jednostavno sučelje
intertace IStorable
{ void Read(); int Status { get;set;}
} // Implementira kroz strukturu public struct myStruct : IStorable
myStruct theStruct = new myStruct(); theStruct.Status = -i;
// Inicijalizira
Poglavlje 8
Primjer 8-6. Reference na vrijednosne tipove (nastavak) Console.WriteLine( “theStmct.Status: {0}", theStruct.Status ); // Mijenja vrijednost theStruct.Status = 2; Console.WriteLine( "Changed object.
);
Console.WriteLine( "theStruct.Status: {o}", theStruct.Status ); // Pretvara tip u IStorable // implicitno pakira u referentni tip IStorable isTemp = ( IStorable ) theStruct; // Postavlja vrijednost kroz referencu sučelja isTemp.Status = 4; Console.WriteLine( "Changed interface." ); Console.WriteLine( "theStruct.Status: {0}, isTemp: {l}", theStruct.Status, isTemp.Status ); // Ponovno mijenja theStruct.Status = Console.WriteLine( Console.WriteLine(
vrijednost 6; "Changed object." ); "theStruct.Status: {0}, isTemp: {l}",
theStruct.Status, isTemp.Status );
}
} } U primjeru 8-6 sučelje IStorable sadrži metodu (Read) i svojstvo (Status). Ovo sučelje je implementirala struktura myStruct: public struct myStruct : IStorable
Zanimljiv se kod nalazi unutar Tester. Počinje stvaranjem instance strukture i inicijaliziranjem njenog svojstva na -1. Vrijednost statusa se zatim ispisuje: myStruct theStruct = new myStruct(); theStruct.status = -l; // Inicijaliziranje Console.WriteLine( "theStruct.Status: {0}", theStruct.status);
Izlaz pokazuje kako je svojstvo status ispravno postavljen: theStruct.Status: -l
Zatim se pristupa svojstvu radi promjene statusa, ponovno putem samog objekta vrijednosti; // Mijenja vrijednost theStruct.status = 2; Console.WriteLine("Changed object."); Console.WriteLine( "theStruct.Status: {0}", theStruct.status);
162
|
Programiranje C#
^ 'Promjena se može vidjeti u izlazu: Changed object. theStruct.Status: 2
po sad se nije dogodilo ništa neobično. Sada se stvara referenca do sučelja IStorable. To će uzrokovati implicitno pakiranje objekta vrijednosti theStruct. Zatim se sučelje koristi za promjenu vrijednosti statusa na 4: // Pretvara tip u IStorable // implicitno pakira u referentni tip IStorable isTemp = ( IStorable ) theStruct; // Postavlja vrijednost kroz referencu sučelja isTemp.Status = 4 ; Console.WriteLine( "Changed interface." ); Console.WriteLine( "theStruct.Status: {o}, isTemp: {i}", theStruct.Status, isTemp.Status );
Izlaz sada može biti malo neobičan: Changed interface. theStruct.Status: 2 , isTemp: 4
Aha! Objekt na kojeg pokazuje referenca sučelja je promijenjen na vrijednost statusa 4, ali je objekt vrijednosti strukture ostao nepromijenjen. Još zanimljivije, kad metodi pristupate preko samog objekta: // Ponovno mijenja vrijednost theStruct.Status = 6 ; Console.WriteLine( "Changed object." ); Console.WriteLine( "theStruct.Status: {o}, isTemp: {i}", theStruct.Status, isTemp.Status );
izlaz pokazuje kako je objekt vrijednosti promijenjen, no nije promijenjena zapakirana referentna vrijednost za referencu sučelja: Changed object. theStruct.Status: 6 , isTemp: 4
Ako pogledamo MSIL kod (primjer 8-7) otkrit ćemo što se zapravo dogaña u pozadini. Primjer 8-7. MSIL kod za primjer 8-6 •method private hidebysig static void
nop JL_00C0: ret iC o o c iJ I ? i // end of method Tester: :Main
u J
Uredu IL_0 0 0 b metoda set_Status() je pozvana na objektu vrijednosti. Drugi se poziv vidi u redu IL_0017. Primijetit ćete kako su pozivi metode WriteLine() uzrokovali pakiranje cjelobrojne vrijednosti statusa kako bi se mogla pozvati metoda GetString().
J Ključan je red IL_001c (podebljan) u kojem dolazi do pakiranja same strukture. To 1 pakiranje zapravo stvara referentni tip za referencu sučelja. Obratite pažnju da se u redu IL_005a ovaj put umjesto myStruct: :set_Status poziva IStorable: :se t Status. V Ako implementirate sučelje sa vrijednosnim tipom, članovima sučelja svakako pristu- ' pajte kroz objekt, a ne preko reference sučelja.
h ‘3*
!
Poglavlje 8: Sučelja
|
165
POGLAVLJE 9
Polja, indekseri i kolekcije
.N ET kostur pruža mnoštvo klasa kolekcija. Od pojave generika u inačici 2.0 većina ovih klasa kolekcija sada su sigurne za tipove, čime je samo programiranje uvelike olakšano. U te se klase ubrajaju Array, List, Dictionary, Sorted Dictionary, Oueue i Stack. Najjednostavnija kolekcija jest Array, jedini tip kolekcije za koju C # pruža ugrañenu podršku. U ovom poglavlju ćete naučiti kako se radi s jednostrukim, višedimenzionalnim i nejednakim poljima. Polja imaju ugrañene indeksere, što vam omogućava da zatražite n-ti član polja. U ovom je poglavlju objašnjeno i stvaranje vlastitog indeksera što vam omogućava da svojstvima klase pristupite kao da je klasa indeksirana poput polja. .NET kostur pruža razna sučelja, poput IEnumerable i ICollection čija vam implementacija omogućava standardne načine interakcije s kolekcijama. U ovom ćete poglavlju vidjeti kako se radi s najosnovnijim. Poglavlje završava pregledom .N ET kolekcija koje se najčešće koriste, a u koje se ubrajaju L ist, Dictionary, Oueue i Stack. U prethodnim inačicam a jezika C# objekti kolekcija nisu bili sigurno za tipove (u Dictionary ste, na primjer, mogli nizove pomiješati s cje lobrojnim vrijednostima). Inačice L ist (ArrayList), Dictionary, Oueue i Stack koje nisu sigurne za tipove i dalje su dostupne radi kom patibilnosti sa starijim inačicam a, ali one neće biti obrañene u ovoj knjizi jer je njihova upotreba slična upotrebi inačica koje se temelje na genericima a i zbog toga što su te inačice zastarjele i izgubile su na vrijednosti.
Polja Polje (engl. array) je indeksirana kolekcija objekata koji su svi istog tipa. Polja u jeziku C # se pomalo razlikuju od polja u C++ jer su objekti. To im pruža razne korisne metode i svojstva.
166
?# pruža izvornu sintaksu za deklariranje polja. Ono što se zapravo stvara jest objekt ijpa System.Array.‘ Polja jezika C # stoga vam pružaju najbolje od oba svijeta: jednotavnu sintaksu u C stilu koju podupire stvarna definicija klase tako da instance polja jrriaju pristup metodama i svojstvima iz System.Array. Te su metode i svojstva opisani
utablici 9-1. Tablicu 9 -1 . M e t o d e i s v o js t v a S y s t e m .A r r a y
gttodailisvojstvo
•v
Svrha
BinaiySearch()
Preopterećena javna statička metoda koja traži jednodimenzionalno sortirano polje.
Clear()
Javna statička metoda koja raspon elemenata u polju postavlja na 0 ili na referencu nuli.
Copy()
Preopterećena javna statička metoda koja dio jednog polja kopira u drugo polje.
Createlnstance()
Preopterećena javna statička metoda koja stvara novu instancu polja.
IndexOf()
Preopterećena javna statička metoda koja vraća indeks (pomak) prve instance vrijednosti ujednodimenzionalnom polju.
Last IrdexOff ()
Preopterećena javna statička metoda koja vraća indeks posljednje instance vrijednosti u jednodimenzionalnom polju.
Reverse()
Preopterećena javna statička metoda koja elemente jednodimenzionalnog polja postavlja u obrnuti redoslijed.
Sort()
Preopterećena javna statička metoda koja sortira vrijednosti u jednodimenzionalnom polju.
IsFixedSize
Obavezno svojstvo jer A r ra y implementira I C o l le c t io n . Spoljima će uvijek vratiti true (sva su polja fiksne veličine).
IsReadOnly
Javno svojstvo (obavezno jer A r ra y implementira I L i s t ) koje vraća Boolean vrijednost koja pokazuje je li polje samo za čitanje.
IsSynchronized
Javno svojstvo (obavezno jer A r r a y implementira I C o l le c t io n ) koje vraća Boolean vrijednost koja pokazuje je ii polje sigurno za dretve.
Length
Javno svojstvo koje vraća duljinu polja.
Rank
Javno svojstvo koje vraća broj dimenzija polja.
SyncRoot
Javno svojstvo koje vraća objekt koji se može koristiti za sinkronizaciju pristupa polju.
GetEnumerator()
Javna metoda koja vraća IE n u m e ra to r.
CetLength()
Javna metoda koja vraća duljinu zadane dimenzije polja.
GetLowerBound()
Javna metoda koja vraća donju granicu zadane dimenzije polja.
GetUpperBound()
Javna metoda koja vraća gornju granicu zadane dimenzije polja.
Initialize()
Inicijalizira sve vrijednosti u polju vrijednosnog tipa pozivanjem podrazumijevanog konstruktora za svaku vrijednost. U referentnim poljima svi su elementi postavljeni na nuli.
SetValue()
Preopterećena javna metoda koja zadane elemente polja postavlja na neku vrijednost.
Naravno, prilikom stvaranja polja s pomoću in t [] myArray - new in t[s] u I L kodu zapravo stvarate instancu System.int32[ ], no budući da izvodi iz apstraktne osnovne klase System.Array, može se reći i da ste stvorili instancu System.Array.
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
167
Deklariranje polja
I
Polje se u jeziku C # deklarira sljedećom sintaksom:
1
m
tip[] ime polja; Na primjer
|
int[] myIntArray;
'jj
|
4 Zapravo se ne deklarira polje. Tehnički deklarirate varijablu (myIntArray) koja će sadržati referencu polja cjelobrojnih vrijednosti. Kao i obično, koristit ćemo prečac i myIntArray nazivati poljem, znajući da se ' zapravo radi o varijabli koja sadrži referencu (neimenovanog) polja.
j j
Uglate zagrade ([]) C # prevoditelju govore da se radi o deklaraciji polja, a tip odreñuje ; tip elemenata koje će polje sadržati. U prethodnom primjeru myIntArray je polje cjelo- : brojnih vrijednosti. Instancirajte polje koristeći ključnu riječ new. Na primjer: myIntArray = new int[5]; Ovom se deklaracijom stvara i inicijalizira polje od pet cjelobrojnih vrijednosti koje su sve inicijalizirane na vrijednost 0. Napomena za VB6 programere: U C # broj elemenata u polju odreñuje
'
vrijednost veličine polja, a ne gornja granica. U stvari, ne postoji način za postavljanje gornje i donje granice (uz iznimku donje granice višedimenzionalnih polja koju možete postaviti (objašnjeno kasnije), ali čak ni to nije podržano u biblioteci klasa .N ET kostura). Stoga, prvi element polja je 0. Sljedeći C # iskaz deklarira polje od 10 elemenata s indeksima od 0 do 9: string myArray[lo];
Gornja je granica 9, ne 10 i veličina polja se ne može promijeniti (to jest, ne postoji metoda koja odgovara metodi Redim u VB 6).
Važno je polje (koje je kolekcija elemenata) razlikovati od elemenata polja. myIntArray je polje (ili, preciznije, varijabla koja sadrži referencu polja). Elementi polja su pet cjelobrojnih vrijednosti koje ono sadrži. C # polja su referentni tipovi koji se stvaraju na gomili. Stoga je polje na koje myIntArray referira alocirano na gomilu. Elementi polja su alocirani prema svom tipu. Budući da cjelobrojne vrijednosti pripadaju vrijednosnom tipu, elementi polja myIntArray bit će vrijednosni tipovi, a ne zapakirane cjelobrojne vrijednosti te će se svi elementi stvoriti unutar bloka memorije koji je dodijeljen polju. Blok memorije dodijeljen polju referentnih tipova sadržat će reference stvarnih elemenata koji se stvaraju na gomili u memoriji koja je odvojena od memorije dodijeljene polju.
168
|
Programiranje C#
Razum ijevanje podrazumijevanih vrijednosti IfeijCada stvorite polje vrijednosnih tipova, svaki element na početku sadrži podrazumij e' vanu vrijednost za tip spremljen u polju (pogledajte tablicu 4-2). Iskaz: myIntArray = new i n t [ 5 ] ;
‘S* “^stvara polje od pet cjelobrojnih vrijednosti, a vrijednost svakog elementa postavljena - je na 0, to jest na podrazumijevanu vrijednost za tip cjelobrojne vrijednosti. - ' Za razliku od polja vrijednosnih tipova, referentni tipovi u polju se ne inicijalizi raj u
V 4 na svoju podrazumijevanu vrijednost. Umjesto toga se reference koje polje sadrži inici. jaliziraju na nuli. Ako elementu polja referentnih tipova pokušate pristupiti prije nego /f što ste inicijalizirali elemente, izbacit će se iznimka. * 4 Pretpostavimo kako ste stvorili klasu Button. Deklarirajte polje Button objekata slje^.••dećim iskazom: Button[] myButtonArray;
i mstancirajte polje na sljedeći način: myButtonArray = new Button[3j;
To možete skratiti na: Button[] myButtonArray = new Button[3 ];
. , Ovim se iskazom ne stvara polje s referencama tri Button objekata. Umjesto toga se stvara polje myButtonArray s tri reference nuli. Za korištenje ovog polja prvo morate konstruirati i dodijeliti Button objekte svakoj referenci u polju. Objekte možete konstruirati u petlji koja ih jedan po jedan dodaje u polje.
Pristupanje elementima polja Elementima polja možete pristupiti s pomoću indeksnog operatora ([]). Polja imaju osnovu nula, što znači da je indeks prvog elementa uvijek 0 - u ovom slučaju, myAr4 ra y [o ],
. i Kao što je ranije objašnjeno, polja su objekti i stoga imaju svojstva. Jedno od korisniji jih svojstava je Length koje govori koliko elemenata polje sadrži. Objekti polja mogu ■se indeksirati od 0 do Length-l. To jest, ako u polju postoji pet elemenata, njihovi su indeksi 0 ,1 , 2, 3, 4. •: Dosad opisani koncepti polja prikazani su u primjeru 9-1. U ovom primjeru klasa Testei stvara polje Employees i polje cjelobrojnih vrijednosti, ispunjava polje Employee : i zatim ispisuje vrijednosti oba polja. Primjer 9-1. Rad s poljem namespace Programming_CSharp
// Jednostavna klasa koja će pohranjivati u polje
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
169
Primjer 9-1. Rad s poljem (nastavak) public class Employee
{ public Employee(int empID)
{ this.empID = empID;
} public override string T o Str ing O
{ return empID.ToStringO;
} private int empID;
} public class Tester
{ static void Main()
{ int[] intArray; Employee[] empArray; intArray = new int[5]; empArray = new Employee[3]; // Ispunjava polje for (int i = 0;i
{ empArray[i] = new Employee(i+5);
} for (int i = 0;i
{ Console.WriteLine(intArray[i] .ToStringO);
} for (int i = 0;i
{ Console.WriteLine(empArray[i]. ToStringO);
}
}
}
}
Primjer počinje definicijom klase Employee koja implementira konstruktora koji uzima jedan cjelobrojni parametar. Metoda ToStringO naslijeñena od Object preopterećena je kako bi ispisala vrijednost identifikatora zaposlenika iz klase Employee. Metoda za provjeru deklarira i zatim instancira par polja. Polje cjelobrojnih vrijednosti se automatski ispunjava cjelobrojnim vrijednostima koje su postavljene na 0. Sadržaj polja Employee mora se ručno konstruirati. Na kraju se sadržaj oba polja ispisuje kako bi se provjerilo je li u skladu s namjerom. Prvo se ispisuje pet cjelobrojnih vrijednosti, a zatim tri elementa polja Employee.
170
|
Programiranje C#
Iskaz foreach Iskaz petlje foreach nov je u obitelji C jezika, iako je već dobro poznat VB programe rima. On omogućava iteraciju kroz elemente polja ili druge kolekcije, pri čemu se svaki element provjerava. Sintaksa iskaza foreach je sljedeća: foreach (tip identifikator in izraz) iskaz
Primjer 9-1 stoga možete ažurirati i iskaze for koji iteriraju kroz sadržaj ispunjenih polja zamijeniti iskazima foreach, kao stoje prikazano u primjeru 9-2 P rim jer 9 - 2 . K o r i š t e n j e i s k a z a foreach #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace UsingForEach
{ // Jednostavna klasa koja će pohranjivati u polje public class Employee
{ // Jednostavna klasa koja će pohranjivati u polje public Employee( int empID ) this.empIĐ = empID;
} public override string ToStringO r e t u r n em p ID .ToStringO; ' private int empID;
} public class Tester
{ static void Main()
{ int[] intArray;
Employee[] empArray; intArray = new int[5 ]; empArray = new Employee[3 j; // Ispunjava polje for ( int i = 0 ; i < empArray.Length; i++ ) empArray[i] = new Employee( i + 5 );
foreach ( int i in intArray ) Console.WriteLine( i.ToStringO );
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
171
Primjer 9-2. Korištenje iskaza
fo re a c h
(nastavak)
} ■foreach ( Employee e in empArray )
{ Console.WriteLine( e.To Strin g O );
}
}
}
}
} Izlaz primjera 9-2 identičan je onom iz primjera 9-1. Meñutim, umjesto stvaranja iskaza for koji mjeri veličinu polja i kao indeks koristi privremenu varijablu za brojanje, pokušali smo s drugim pristupom: for (int i = 0; i < empArray.Length; i++)
{ Console.WriteLine(empArray[i] .ToString());
} Iteracija kroz polje se izvodi s pomoću petlje foreach koja automatski iz polja izdvaja sljedeći element i dodjeljuje ga privremenom objektu koji je stvoren u zaglavlju iskaza: foreach (Employee e in empArray)
{ Console. UriteLine (e.ToStringO);
} Objekt koji je izdvojen iz polja pripada odgovarajućem pa za njega možete pozvati bilo koju javna metodu.
Inicijaliziranje elemenata polja Sadržaj polja može se inicijalizirati u vrijeme instanciranja tako da se u vitičastim zagradama ({}) navede popis vrijednosti. C # omogućava dužu i kraću sintaksu: int[] myIntArray = new int[5] { 2, 4, 6, 8, 10 } int[] myIntArray = { 2, 4, 6, 8, 10 }
Nema funkcionalne razlike izmeñu ova dva iskaza i većina će programera koristiti kraću sintaksu, no pogledajte sljedeću napomenu.
a 4 Dvije sintakse postoje jer se u nekim situacijam a mora koristiti duža sintaksa - na primjer, ako C # prevoditelj ne može zaključiti ispravan !£*,' tip polja.
Ključna riječ params Možete stvoriti metodu koja na konzoli prikazuje neograničen broj cjelobrojnih vrijednosti tako što prosljeñuje polje cjelobrojnih vrijednosti i zatim prolazi kroz polje s pomoću petlje foreach. Ključna riječ params omogućava prosljeñivanje promjenjivog broja parametara bez eksplicitnog stvaranja polja.
172
|
Programiranje C#
Sljedećem se primjeru stvara metoda DisplayVals() koja uzima promjenjiv broj cjeRi$jjjbrojnih argumenata. public void DisplayVals(params int[] intVals)
metoda može polje tretirati kao da je polje cjelobrojnih vrijednosti eksplicitno •'jvoreno i proslijeñeno kao parametar. Iteraciju kroz polje možete izvesti kao da se »Sidi o bilo kojem drugom polju cjelobrojnih vrijednosti:
S T
foreach (int i in intVals)
{
,»;•
Console.WriteLine("DisplayVals {0}",i);
}
^Pozivajuća metoda, meñutim, ne mora eksplicitno stvoriti polje. Ona jednostavno vimože proslijediti cjelobrojne vrijednosti i prevoditelj će parametre sakupiti u polje za ’f^jpetodu DisplayVals(): X'
t.DisplayVals(5,6,7,8);
Ako želite, možete radije proslijediti polje: int [] explicitArray = new int[5] {1,2,3,4,5}; t.DisplayVals(explicitArray);
U primjeru 9-3 naveden je cjelokupan izvorni kod koji prikazuje upotrebu ključne riječi params. ■’P rim jer 9 - 3 . K o r i š t e n j e k l ju č n e r i ječ i params Kregion Using directives i;using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; >#endregion narespace UsingParams
#{
public class Tester
{ static void Main()
{
Tester t = new Tester(); t.DisplayVals(5,6,7,8); int [] explicitArray = new int[5] {1,2,3,4,5}; t.DisplayVals(explicitArray);
} public void DisplayVals(params int[] intVals)
{ foreach (int i in intVals)
{ Console.WriteLine(”DisplayVals {0}",i);
}
1
}
}
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
173
Višedimenzionalna polja Polja se mogu shvatiti kao dugi nizovi pregrada u koje se mogu postaviti vrijednosti 1 Zamislite prvo red pregrada, a zatim zamislite deset takvih redova postavljenih jcdati iznad drugog. Redovi idu vodoravno kroz polje, a stupci okomito. Moguća je i treća dimenzija, no nešto ju je teže zamisliti. Svoja polja učinite trodimenzi- ■ onalnima postavljanjem novih redova iznad starog dvodimenzionalnog polja. U redu sad zamislite četiri dimenzije. Pa zatim deset. Čitatelji koji nisu fizičari do sad su vjerojatno odustali, baš kao i ja. Višedimenzionalna polja su, meñutim, korisna čak i ako ne možete zamisliti kako bi ona trebala izgledati. C# podržava dva tipa višedimenzionalnih polja: pravokutna (engl. rectangular) i nejednaka (engl. jagged). U pravokutnom polju svaki je red iste duljine. Nejednaka se polja sastoje od polja, a svako polje može biti različite duljine.
Pravokutna polja Pravokutno polje ima dvije (ili više) dimenzije. Prva dimenzija klasičnog dvodimenzionalnog polja je broj redova, a druga je broj stupaca. N a p o m e n a z a J a v a p r o g r a m e r e : pravok ut na polja ne postoje u jeziku Java.
Za deklariranje dvodimenzionalnog polja koristite sljedeću sintaksu: tip [,] naziv polja
Na primjer, za deklariranje i instanciranje dvodimenzionalnog pravokutnog polja myRectangularArray koje se sastoji od dva reda i tri stupca cjelobrojnih vrijednosti, napisali biste: int [,] myRectangularArray = new int[2,3];
U primjeru 9-7 se deklarira, instancira i inicijalizira polje a zatim se ispisuje njegov sadržaj. U ovom se primjeru petlja fo r koristi za inicijaliziranje elemenata polja. P r im je r 9 - 4 . P r a v o k u t n o p o l j e #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace RectangularArray
{
174
|
Programiranje C#
p rim jer 9-1. P r a v o k u t n o p o l j e ( n a s t a v a k ) public class Tester
{
static void Main() const int rows = 4; const int columns = 3; // Deklarira cjelobrojno polje 4x3 int[,] rectangularArray = new int[rows, columns]; // Ispunjava polje for ( int i = 0 ; i < rows; i++ )
{ for ( int j = o; j < columns; j++ )
{ rectangularArray[i, j] = i + j;
} } // Ispisuje sadržaj polja for ( int i = o; i < rows; i++ )
{ for ( int j = 0; j < columns; j++ )
{ Console.WriteLine( "rectangularArray[{o},{l}] = {2}”, i, j, rectangularArray[i, j] );
}
}
}
}
}
U ovom se primjeru deklarira par konstantnih vrijednosti: const int rows = 4; codst int columns = 3;
koje se zatim koriste za odreñivanje dimenzija polja: int[,] rectangularArray = new int[rows, columns];
Obratite pažnju na sintaksu. Zagrade u deklaraciji int[,] označavaju da je tip polje cjelobrojnih vrijednosti, a zarez označava kako polje ima dvije dimenzije (dva bi zareza označavala tri dimenzije i tako dalje). Stvarna instancijacija polja rectangularArray s new int [rows, columns] postavlja veličinu svake dimenzije. U ovom se primjeru deklaracija i instancijacija kombiniraju. Program ispunjava pravokutnik parom for petlji, iteriranjem kroz svaki stupac u svakom redu. Stoga se prvo unosi element rectangularArray[o,0], iza njega rectangularArray[o,l] i rectangularArray[0,2]. Kad je to učinjeno, program prelazi na sljedeće redove: rectangularArray[i,o],rectangularArray[l,l], rectangularArray[l,2] i tako dalje, sve dok se u svim redovima ne popune svi stupci.
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
175
Kao što se jednodimenzionalno polje može inicijalizirati koristeći popis vrijednosti uniji tar zagrada, dvodimenzionalno se polje može inicijalizirati sličnom sintaksom. U mjeru 9-5 deklarirano je dvodimenzionalno polje (rectangularArray), njegovi elementi si inicijaliziraju s pomoću popisa vrijednosti unutar zagrada, a zatim se sadržaj ispisnj/i
Primjer 9-5. Inicijaliziranje višedimenzionalnog polja #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace InitializingMultiDimensionalArray
{ public class Tester
{ static void Main()
{ const int rows = 4; const int columns = 3 ; // Zaključuje da je riječ o polju 4 x 3 int[,] rectangularArray =
{ {0,1,2}, {3,4,5}, {6,7,8}, {9,10,11}
}; tor ( int i = 0 ; i < rows; i++ )
{ tor ( int j = 0; j < columns; j++ )
{ Console.WriteLine( ''rectangularArray[{o},{i}] = {2}", i, j, rectangularArray[i, j] );
}
}
}
}
}
Ovaj je primjer sličan primjeru 9 -4, no ovaj se put točne dimenzije polja odreñuju načinom inicijalizacije: int[,] rectangularArrayrectangularArray =
{ {0,1,2}, {3,4,5}, {6,7,8}, {9,10,11}
}; Dodjela vrijednosti u četiri popisa unutar zagrada, od kojih se svaki sastoji od tri elementa, naznačuje polje dimenzija 4x3. Da ste umjesto toga napisali; int[,] rectangularArrayrectangularArray =
{ {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {8,9,10,11}
}; 176
|
Programiranje C#
i biste polje dimenzija 3x4. Ižete uočiti da C# prevoditelj razumije vaše naznake jer može pristupiti objektima %govarajućim pomacima, kao što se vidi u izlazu. o?da ćete pomisliti kako, budući da se radi o polju od 12 elemenata, jednako lako blete pristupiti elementu na rectangularArray[0,3] (četvrtom elementu u prvom ;|u) kao ionom na rectangularArray[l,0] (prvomelementu udrugom redu). To funk||nira u C++, ali ako to pokušate u C# , generirat će se sljedeća iznimka: 5 ’j W f :
Index was outside the bounds of the array. at programming_CSharp.Tester.Main() in cshaip\programming csharp\listing0703.cs:line 23
-Silolja ujeziku C # su pametna i paze na svoja ograničenja. Ako naznačite polje dimenx@ ] a 4*3, morate ga i tretirati kao takvo.
■^Nejednaka polja Nejednako polje (engl. jagged array) je polje sastavljeno od polja. Naziva se „nejednako" jjer ne moraju svi redovi biti iste veličine pa grafički prikaz polja ne bi bio kvadratan. iprilikom stvaranja nejednakog polja deklarirate broj redova u polju. Svaki će red sadr' sžati polje koje može biti bilo koje duljine. Svako se od ovih polja mora zasebno deklamirati. Zatim možete ispuniti vrijednosti elemenata u tim „unutarnjim" poljima. Svaku dimenziju nejednakog polja čini jednodimenzionalno polje. Za deklariranje mfeednakog polja koristite sljedeću sintaksu u kojoj broj zagrada zadaje broj dimenz i j a polja: tip [] []...
J|N a primjer, dvodimenzionalno nejednako polje cjelobrojnih vrijednosti myJaggedArray
■ipiožete deklarirati na sljedeći način: ;7||t§
int [] [] my3aggedArray;
fetom elementu trećeg polja možete pristupiti tako da napišete my3aggedArray[2][ 4 ] J I t J primjeru 9 -6 stvara se nejednako polje myJaggedArray, inicijaliziraju se njegovi ' srelementi i zatim se ispisuje njihov sadržaj. Da bismo uštedjeli na prostoru, program yfj|ltoristi činjenicu da se cjelobrojni elementi polja automatski inicijaliziraju na 0 i iniciIjijalizira samo neke elemente. ■3 §[Primjer 9-6. Rad s nejednakim poljima
%,:■
Sfelregion Using directives
'St'
using System; :‘§):using System.Collections.Generic; using System.Text; ;j®endregion
Poglavlje 9: Polja, Indekseri i kolekcije
|
177
Primjer 9-6. Rad s nejednakim poljima (nastavak) namespace laggedArray
{ public class Tester
{ static void Main()
{ const int rows = 4; // Deklarira nejednako polje visoko četiri reda int[][] jaggedArray = new int[rows][]; // Prvi red ima pet elemenata jaggedArray[0] = new int[5]; // Red s dva elementa jaggedArray[l] = new int[2]; // Red s tri elementa jaggedArray[2] = new int[3]; // Zadnji red ima pet elemenata jaggedArray[3] = new int[5]; // Popunjava neke (ali ne sve) elemente redova jaggedArray[o][3] = 15; jaggedArray[l][l] = 12; jaggedArray[2][l] = 9; jaggedArray[2 ][2 ] = 99; jaggedArray[3][0] = 10; jaggedArray[3][l] = li; jaggedArray[3][2] = 12; jaggedArray[3][3] = 13; jaggedArray[3][4] = 14; for ( int i = 0; i < 5; i++ )
{ Console.WriteLine( "jaggedArray[o][{o}] = {l}’ i, jaggedArray[o][i] );
) for ( int i = 0; i < 2; i++ )
{ Console.WriteLine( "jaggedArray[l]({o}] = {l}' i, jaggedArray[l][i] );
_) for ( int i = 0; i < 3; i++ )
{ Console.WriteLine( "jaggedArray[2][{o}] = {l}' i, jaggedArray[2][i] );
) for ( int i = 0; i < 5; i++ )
{
178
|
Programiranje C#
9 -6 .
R ads nejednakim poljima (nastavak) Console.WriteLine( "jaggedArray[3][{0}] = {1}", i, jaggedArray[3][i] );
}
'% Uovom se primjeru stvara nejednako polje s četiri reda: int[][] jaggedArray = new int[rows][];
' Možete primijetiti kako druga dimenzija nije zadana. To je odreñeno stvaranjem novog polja za svaki red. Svako polje može biti različite veličine: // Prvi red ima pet elemenata jaggedArray[o] = new int[5]; // Red s dva elementa jaggedArray[l] = new int[2]; // Red s tri elementa jaggedArray[2] = new int[3]; // Zadnji red ima pet elemenata jaggedArray[3] = new int[5];
Kad je polje zadano za svaki red trebate samo popuniti različite članove svakog polja i zatim ispisati njihov sadržaj kako biste provjerili je li sve u redu. Obratite pozornost da, kada pristupate članovima pravokutnog polja, svi se indeksi stavljaju unutar jednog skupa uglatih zagrada: rectangularArrayrectangularArray[i,j]
dok je kod nejednakih polja potreban dodatni par zagrada: jaggedArray[3][i]
Prvu varijantu možete shvatiti kao jedno polje s više dimenzija, a drugu kao polje sastavljeno od polja.
Granice polja Klasa Array može se stvoriti i s pomoću preopterećene metode Createlnstance. Jedno od preopterećenja omogućava zadavanje donje granice (početnog indeksa) svake dimenzije višedimenzionalnog polja. Ova je mogućnost prilično nejasna i ne koristi se često. Ukratko, evo kako to možete učiniti: pozovete statičku metodu Createlnstance koja vraća Array i prihvaća tri parametra: objekt tipa Type (označava tip objekata koji će se nalaziti u polju), polje cjelobrojnih vrijednosti koje označava veličinu svake dimenzije u polju i drugo polje cjelobrojnih vrijednosti koje označava donju granicu svake dimenzije. Dva polja cjelobrojnih vrijednosti moraju imati isti broj elemenata tj. za svaku dimenziju morate zadati donju granicu:
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
179
ftregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace SettingArrayBounds
{ public class SettingAriayBounds
{ public static void CreateArrayWithBounds()
{ // Pravi i inicijalizira višedimenzionalno // polje tipa String. int[] lengthsArray = new int[2 ] { 3, 5 }; int[] boundsArray = new int[2] { 2, 3 }; Array multiDimensionalAri'ay = Array.CreateInstance( typeof( String ), lengthsArray, boundsArray ); // Prikazuje donju granicu i U gornju granicu svake dimenzije. Console.WriteLine( "Bounds:\tLower\tUpper” ); tor ( int i = 0; i < multiDimensionalArray.Rank; i++ ) Console.WriteLine(
"{0}:Yt{l}Yt{2}\ i, multiDimensionalArray.GetLowerBound( i ), multiDimensionalArray.GetUpperBound( i ) );
} static void Main()
{ SettingArrayBounds.CreateArrayWithBounds();
}
}
>
Pretvaranje polja Polja se mogu meñusobno pretvarati ako su njihove dimenzije jednake i ako je moguće pretvaranje izmeñu tipova elemenata. Implicitna se pretvorba može provesti ako se elementi mogu implicitno pretvarati; u suprotnom pretvaranje mora biti eksplicitno. Polje izvedenih objekata se, naravno, može pretvoriti u polje osnovnih objekata. U primjeru 9-7 prikazana je pretvorba polja korisnički definiranih tipova Employee u polje objekata.
180
|
Programiranje C#
I
primjer 9-7. Pretvaranje polja Ijegion Using directives using System; using System.Collections.Ceneric; using System.Text; (fendregion namespace ConvertingArrays // Stvara objekt koji // možemo čuvati u polju public class Employee { // Jednostavna klasa za čuvanje u polju public Employee( int empID )
{ this.empID = empID;
} public override string T o StringO
{ return empID.ToStringO;
} private int empID;
} public class Tester
{ I I Ova metoda uzima polje objekata. I I Proslijedit ćemo polje Employee I I i zatim polje nizova. // Pretvorba je implicitna jer i Employee I I i nizovi izvode iz objekta, public static void PrintArray( object[] theArray ) { Console.WriteLine( "Contents of the Array {0}'', theArray.ToStringO ); I I Prolazi kroz polje i // ispisuje vrijednosti, foreach ( object obj in theArray )
{ Console.WriteLine( "Value: {0 }", obj );
}
}
static void Main()
{ // Pravi polje Employee objekata Employee[] myEmployeeArray = new Employee[3]; I I Inicijalizira vrijednost svakog Employee for ( int i = o; i < 3 ; i++ )
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
181
Primjer 9-7. Pretvaranje polja (nastavak)
{
myEmployeeArray[i] = new Employee( i + 5 );
} // Prikazuje vrijednosti PrintArray( myEmployeeArray ); // Pravi polje od dva niza string[] array =
{ "hello", "world"
}; // Ispisuje vrijednost nizova PrintArray( array );
}
}
}
Primjer 9-7 počinje stvaranjem jednostavne klase Employee, kao i ranije u poglavlju. Klasa Tester sada sadrži novu statičku metodu PrintArray() koja kao parametar prihvaća jednodimenzionalno polje Object: public static void PrintArray(object[] theArray)
Object je implicitna osnovna klasa svakog objekta u .N ET kosturu te je tako i osnovna klasa za String i Employee. Metoda PrintArray() izvodi dvije akcije. Prvo poziva metodu To St r i n g O za samo polje: Console.WriteLine("Contents of the Array {0}", theArray.ToString());
System.Array premošćuje metodu ToString O i ispisuje identifikacijski naziv polja: Contents of the Array Programming_CSharp. Employee [] Contents of the Array System.String[]
PrintArray() zatim poziva metodu ToStringO za svaki element polja koji uzima kao parametar. Budući da je ToStringO virtualna metoda u osnovnoj klasi Object, ona će sigurno biti dostupna u svakoj izvedenoj klasi. Tu ste metodu preopteretili u Employee te kod ispravno funkcionira. Pozivanje metode ToStringO za objekt String možda nije potrebno, ali ne može biti štetno i omogućava vam polimorfno tretiranje tih objekata.
Sortiranje polja U Array postoje dvije korisne metode Sort() i Reversef). One su potpuno podržane za
polja ugrañenih C # tipova poput String. Primjena tih metoda na klase koje ste sami stvorili nešto je kompliciranija jer morate implementirati sučelje IComparable (pogledajte odjeljak „Implementacija sučelja IComparable1' u nastavku ovog poglavlja). U primjeru 9-8 prikazana je upotreba te dvije metode za rad s objektima String.
182
|
Programiranje C#
ii primjer 9-8. Korištenje metoda Array.Sort i Array.Reverse 1
ffregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; Oendregion namespace ArraySortAndReverse
{ public class Tester
{ public static void PrintMyArray( objectf] theArray )
Primjer počinje stvaranjem polja myArray koje sadrži nizove s riječima: "Uho", "is", "John", "Galt”
Polje se ispisuje, a zatim se prosljeñuje do metode Array.Reverse() gdje se ponovno ispisuje kako bi se vidjelo je li redoslijed polja obrnut:
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
183
Value: Galt Value: John Value: is Value: Who
Na sličan način primjer stvara drugo polje myOtherArray koje sadrži sljedeće riječi: "We", "Hold", "These", "Truths", "To", "Be", "Self", "Evident",
Ti se elementi prosljeñuju do metode Array. Sort(). Zatim ih Array.Sort() sortira po abecedi: Value: Be Value: Evident Value: Hold Value: Self Value: These Value: To Value: Truths Value: We
Indekseri Ponekad je kolekciji unutar klase bolje pristupiti kao da je klasa polje. Pretpostavimo, na primjer, da ste stvorili kontrolu padajućeg popisa myListBox koja sadrži popis nizova koji su spremljeni u jednodimenzionalnom polju, privatnoj varijabli članici myStrings. Kontrola padajućeg popisa sadrži svojstva i metode članove te svoje polje nizova. Meñutim, prikladno bi bilo polju padajućeg popisa pristupiti s pomoću indeksa, kao da se radi o polju.' Na primjer, takvo bi svojstvo dopuštalo sljedeće iskaze: string theFirstString = my!istBox[o]; string theLastString = myListBox[!ength-l];
Indekser (engl. indexer) je konstrukcija jezika C # koja dopušta da kolekcijama unutar klase pristupite koristeći poznatu sintaksu [ ] za polja. Indekser je posebna vrsta svojstva i sadrži pristupnike get i set koji odreñuju njegovo ponašanje. Svojstvo indeksera se unutar klase odreñuje sljedećom sintaksom: tip
this
[argument tipa]{get; set;}
Povratni tip odreñuje tip objekta koji će indekser vratiti, dok argument tipa odreñuje kakav će se argument koristiti za indeksiranje kolekcije koja sadrži ciljne objekte. Iako se za vrijednosti indeksa obično koriste cjelobrojne vrijednosti, kolekciju možete indeksirati i s drugim tipovima, uključujući nizove. Možete čak i pužiti indekser s više parametafa da biste stvorili višedimenzionalno polje! Ključna riječ th is služi kao referenca objekta u kojem se indekser pojavljuje. Kao i za ostala svojstva, morate definirati pristupnike get i set koji odreñuju kako će se zatraženi objekt uzeti iz kolekcije ili se dodati u nju. Stvarna kontrola ListBox, dostupna u Windows Forms i ASP.NET, ima kolekciju Items koja implementira indekser.
184
|
Programiranje C#
u primjeru 9-9 deklarirana je kontrola padajućeg popisa (ListBoxTest) koja sadrži jednostavno polje (myStrings) i jednostavni indekser za pristupanje sadržaju. Napomena za C++ programere: indekser ima otprilike istu svrhu kao i . Pre°Pterec,vanje indeksnog operatora u C++ ([]). Indeksni operator se u C # ne može preopteretiti, zbog čega je uveden indekser
Primjer 9-9. Korištenje jednostavnog indeksera #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace Simplelndexer
{ / / Pojednostavnjena kontrola ListBox public class ListBoxTest { private stringl] strings; private int ctr = 0 ; // Inicijalizira popis s nizovima public ListBoxTest( params stringl] initialStrings ) // Dodjeljuje prostor za nizove strings = new Stringf 256]; // Kopira nizove prosljeđene konstruktoru foreach ( string s in initialStrings ) strings[ctr++] = s;
}
}
// Dodaje niz na kraj popisa public void Add( string theString ) if ( ctr >= strings.Length ) // Obrađuje loš indeks
} else strings[ctr++] = theString;
// Dozvoljava pristup kao kod polja public string this[int index]
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
185
Primjer 9-9. Korištenje jednostavnog indeksera (nastavak)
{ get if ( index < 0 || index >= strings.Length )
{
U Obrađuje loš indeks
return strings[index];
} set // Dodavanje samo kroz metodu za dodavanje i-f ( index >= ctr )
{
// Obrađuje pogreške
} else strings[index] = value;
} } // Objavljuje koliko ima nizova public int GetNumEntries()
{ return ctr;
} public class Tester
{ static void Main() // Pravi novi popis i inicijalizira ga ListBoxTest lbt = new ListBoxTest( "Hello", "World" ) ; // Dodaje nekoliko nizova lbt.Add( "Who" ); lbt.Add( "Is" ); lbt.Add( "lohn" ); lbt.Add( "Galt" ); // Testira pristup string subst = "Universe"; lbt[l] = subst; // Pristupa svim nizovima -for ( int i = o; i < lbt.GetNumEntries(); i++ ) Console.WriteLine( "lbt[{0}]: {l}”, i, lbt[i] );
}
}
}
} 186
|
Programiranje C#
Kako bi primjer 9-9 bio što jednostavniji, kontrolu padajućeg popisa sveli smo na nekoliko značajki koje su nam bitne. Popis zanemaruje sve što ima veze s korisničkom kontrolom i fokusira se samo na popis nizova koje padajući popis održava i na metode za rad s njima. U stvarnoj aplikaciji ovo je, naravno, samo mali dio metoda padajućeg popisa čiji je glavni zadatak prikaz nizova i omogućavanje izbora. prvo treba obratiti pažnju na dva privatna člana: private string[] strings; private int ctr = 0;
Padajući popis u ovom programu održava jednostavno polje nizova: strings. Ponovno, u pravom biste padajućem popisu vjerojatno koristili složeniji i dinamičniji spremnik, na primjer heš-tablicu (engl. hash table). Varijabla članica c tr prati koliko je nizova dodano ovom polju. Polje u konstruktoru incijalizirajte iskazom: strings = new String[256];
Ostatak konstruktora polju dodaje parametre. Novi se nizovi, ponovno radi jednostavnosti, polju dodaju redoslijedom primanja. |
u '.' J
_ _ _ 3&
Kako ne možete znati koliko će se nizova dodati, koristite ključnu riječ Params’ kao što je opisano ranije u ovom poglavlju.
Metoda Add() iz ListBoxTest samo pridružuje novi niz unutarnjem polju. Ključna metoda iz ListBoxTest je indekser. Indekser nema naziva, stoga koristite ključnu riječ this: public string this[int index]
Sintaksa indeksera vrlo je slična sintaksi svojstava. Postoji metoda get (), metoda se t() ili obje. U prikazanom primjeru metoda g et() implementira osnovnu provjeru granica te, pod pretpostavkom da je zatraženi indeks prihvatljiv, vraća zatraženu vrijednost: get
{ if (index < 0 [| index >= strings.Length)
{ // Obrađuje loš Indeks
} return strings[index];
} Metoda s e t() provjerava da li indeks koji postavljate već ima vrijednost u padajućem popisu. Ako nema, ona postavku tretira kao pogrešku (novi se elementi u ovom pristupu mogu dodati samo s pomoću Add). Pristupnik set iskorištava prednost implicitnog parametra value koji predstavlja sve ono što je dodijeljeno s pomoću indeksnog operatora:
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
187
set
{ if (index >= ctr )
{ // Obrađuje pogreške
} else strings[index] = value;
} Stoga, ako napišete: lbt[5] = "Hello World"
prevoditelj će za objekt pozvati metodu indeksera s e t() i niz Hellokiorld proslijediti kao implicitni parametar value.
In d ekseri i d o d je ljiv a n je U primjeru 9-9 ne možete dodijeliti indeksu koji nema vrijednost. Stoga, ako napišete: lbtjlO] = "wow!” ;
pokrenut ćete obradu pogrešaka u metodi se t() koja će primijetiti d a je proslijeñeni indeks (10) veći od brojača (6). Naravno, za dodjeljivanje možete koristiti metodu s e t (); samo morate upravljati indeksima koje primite. Kako biste to učinili, metodu set () možete promijeniti tako da umjesto trenutne vrijednosti brojača (counter) provjerava vrijednost Length bafera. Ako je unesena vrijednost za indeks koji još uvijek nema vrijednost, trebate ažurirati c tr: { // Dodavanje samo kroz metodu za dodavanje if (index >= strings.Length )
} Ovaj kod je pojednostavljen i stoga nije robustan. Postoje razne druge provjere koje trebate izvesti na proslijeñenim vrijednostima (npr. provjera je li proslijeñen negativan indeks i premašuje li indeks veličinu temeljnog polja strings[ ]).
To vam omogućava stvaranje „rijetkog" polja u kojem možete dodijeliti na poziciju 10 bez dodjeljivanja na poziciju 9. Ako napišete:
188
|
Programiranje C#
T? ■ '4
:
l :
■4 v
jzlaz će biti: lbt[0] lbt[1] lbt[2] lbt[3] lbt[4] lbt[5] lbt[6]
Hello Universe Who Is lohn Galt
lbt[7] lbt[8] lbt[9] lbt[10 : wow!
u Main() se stvara instanca klase ListBoxTest pod nazivom lbt i dva se niza prosljeñuju kao parametri: ListBoxTest lb t = new ListBoxTest("Hello", "World");
Zatim se poziva metoda Add() kako bi se dodala još četiri niza: // Dodavanje nekoliko nizova lbt.Add("Who"); l b t . Add( " I s " ) ; lbt.Add(''lohn"); lbt.A dd("Galt"); Prije p rov jere v rije d n o sti m od ificira se druga v rijedn ost (s indeksom 1): string subst = “Universe"; l b t [i ] = subst; K onačno se svaka v rije d n o st p rik a z u je u petlji: for (in t i = 0;i
{ Console.W riteLine("lbt[{o}]: { l } " , i , l b t [ i ] ) ;
} .
Indeksiranje na druge vrijednosti U C # se za in deks k o le k cije n e m oraju u v ijek k o ristiti cje lo b ro jn e vrije d n o sti. P rilik o m stvaran ja p rila go ñ en e k la se k o le k cije i v lastito g in deksera m ožete slo b o d n o stv o riti in dekser k o je za in d e ks k o risti nizove i dru ge tipove. U stv ari, v rijed n o st se in d e ksa m ože p re o p te re titi pa se k o le k cija m o ž e in d e k sira ti, n a prim jer, cje lo b ro jn im v rije d n o stim a ili v rije d n o stim a n izo va, ov isn o o p o treb a m a klijen ta . U slu ča ju n a šeg p a d a ju ćeg p o p isa m ožd a n a m je p o treb n a m o g u ćn o st in d e k sira n ja p ad aju ćeg p o p isa na tem elju n iz a . U p rim jeru 9 -1 0 p rika z an o je in d eksira n je n iz o m . In dekser prvo poziva m eto du fin d S trin g (), p o m o ćn u m eto du ko ja v ra ća zap is k o ji se tem elji na v rije d n o sti p ru žen o g n iza. P rim ije tit ć e te ka ko se p re op terećen i in d e k se r m ože k o r is titi z aje d n o s in d eksero m iz p rim jera 9 -9 .
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
189
P r im je r 9 - 1 0 . P r e o p t e r e ć i v a l e i n d e k s a ftregion Using directives using 5ystem; using 5ystem.Collections.Ceneric; using System.Text; Kendregion namespace Overloadedlndexer
{ // Pojednostavnjena ListBox kontrola public class ListBoxTest { private string[] strings; private int ctr = 0; // Inicijalizira popis s nizovima public ListBoxTest( params string[] initialStrings ) { // Dodjeljuje prostor za nizove strings = new String[256]; // Kopira nizove proslijeđene konstruktoru foreach ( string s in initialStrings )
{ strings[ctr++] = s;
}
}
// Dodaje jedan niz na kraj popisa public void Add( string theString )
{ strings[ctr] = theString; ctr++;
} // Dozvoljava pristup kao kod polja public string this[int index]
{ get
{ if ( index < 0 || index >= strings.Length )
{ // Obrađuje loš indeks
} •
return strings[index];
} set
{ strings[index] = value;
}
190
j
}
Programiranje C#
primjer 9-10. Preopterećimnje indeksa (nastavak) private int findString( string searchString )
{ for ( int i = 0; i < strings.Length; i++ )
{ if ( strings[i].StartsWith( searchString ) )
{ return i;
}
}
return -i;
// Indeksiranje nizom public string this[string index]
{ get
{ if ( index.Length == o )
{ // Obrađuje loš indeks
} return this[findString( index )];
} set
{ strings[findstring( index )] = value;
} // Objavljuje koliko nizova ima public int GetNumEntries()
{ return ctr;
}' public class Tester
{ static void Main()
{ // Pravi novi popis i inicijalizira ga ListBoxTest lbt = new ListBoxTest( "Hello", "World" ); // Dodaje nekoliko nizova lbt.Add( "Who" ); lbt.Add( "Is" ); lbt.Add( "lohn" ); lbt.Add( "Galt" );
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
191
Primjer 9-10. Preopterećivanje indeksa (nastavak) I I Testira pristup string subst = "Universe"; lbt[l] = subst; lbt["Hel"j = "GoodBye"; U lbt["xyz"] = "oops"; I I Pristupa svim nizovima -for ( int i = 0; i < lbt.GetNumEntries(); i++ )
{ Console.WriteLine( "lbt[{0}]: {i}", i, lbt[i] ); } } }
H II II
Kraj for Kraj main Kraj tester
} Primjer 9-10 je gotovo identičan primjeru 9-9, dodano je jedino preopterećeno indeksiranje koje može odgovarati nizu i metoda fmdString koja podržava taj indeks. Metoda fmdString jednostavno iterira kroz nizove unutar myStrings dok ne pronañe niz koji počinje ciljnim nizom koji se koristi u indeksu. Kada pronañe takav niz, vraća indeks tog niza; u suprotnom vraća vrijednost - l . U metodi Main() možemo vidjeti kako korisnik u indeks prosljeñuje segment niza, kao da se radi o cjelobrojnoj vrijednosti: lbt["Hel"] = “GoodBye";
Time se poziva preopterećeni indeks koji provodi osnovnu provjeru pogrešaka (u ovom slučaju provjerava sadrži li proslijeñeni niz barem jedno slovo) i zatim vrijednost (Hel) prosljeñuje do fmdString. Zatim vraća indeks koji se koristi za indeksiranje polja myStrings: return this[findString(index)];
Vrijednost set funkcionira na isti način: myStrings[findString(index)] = value;
a\
možete vidjeti uklanjanjem komentara iz sljedećeg reda u metodi flain(): lbt["xyz"] = "oops";
Ispravno rješavanje problema kad dobar niz nije pronañen ostavljeno je , kako se kaže, kao vježba za čitatelja. Poruku o pogrešci možete prikazati ili korisniku možete omogućiti oporavak od pogreške.
192
|
Programiranje C#
Sučelja kolekcija NET kostur pruža dva skupa standardnih sučelja za enumeriranje i usporeñivanje kolekcija: tradicionalne (nesigurne za tipove) i nove, sigurne za tipove, generičke kolekcije. U ovoj knjizi usredotočit ćemo se na nova sučelja kolekcija sigurna za tipove jer su takva sučelja mnogo bolja. Sučelje ICollection bilo kojeg specifičnog tipa možete deklarirati tako da opći tip u deklaraciji sučelja () zamijenite stvarnim tipom (na primjer, int ili string).
#■> N a p o m e n a z a C++ p r o g r a m e r e : generici jezika C # su po sintaksi i upotrebi slični predlošcima u jeziku C++. Meñutim, budući da se generički tipovi proširuju u specifičan tip tijekom izvoñenja, J IT prevoditelj može dijeliti kod izmeñu više instanci, te je kod znatno kraći od onog koji se generira upotrebom C++ predložaka.
Ključna generička sučelja kolekcija navedena su u tablici 9-2.' T a b lica 9 - 2 . S u č e l ja k o l e k c i j a
Sučelje
Svrha
ICollection
Osnovno sučelje za generičke kolekdje.
IEnumerator IEnumerable
Enumerira kolekdju s pomoću iskaza foreach.
ICollection
Implementiraju ga sve kolekdje jer pruža metodu CopyTo( ), kao i svojstva Count, IsSynchronized i SyncRoot.
IComparer
Usporeñuje dva objekta unutar kolekdje kako bi se kolekcija mogla sortirati.
lComparable lList
Koriste ga kolekdje koje se mogu indeksirati po poljima.
IDictionary
Koristi se za kolekdje temeljene na parovima ključ/vrijednost kakva je Dict ionary.
Sučelje IEnumerable Iskaz foreach u ListBoxTest možete podržati implementacijom sučelja IEnumerable (pogledajte primjer 9-11). IEnumerable sadrži samo jednu metodu, GetEnumerator() koja vraća implementaciju sučelja IEnumerator. Jezik C# pruža posebnu pomoć pri stvaranju enumeratora, korištenjem nove ključne riječi yield. P r im j e r 9 - 1 1 . ListBox k a o k l a s a k o j a s e m o ž e e n u m e r i r a t i ftregion Using directives using System; us ing System.Collections.Generic;
Radi kompatibilnosti s prethodnim inačicama u C # su dostupna inegenerička sučelja (npr. ICollection, IEnumerator), ali ona nisu obrađena u ovoj knjizi jer su zastarjela.
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekdje
|
193
Primjer 9-11.
List B ox
kao klasa koja se može enumerirati (nastavak)
using System.Text;
#endregion namespace Enumerable
{ public class ListBoxTest : IEnumerable
{ private string[] strings; private int ctr = 0; // Klase koje se mogu nenumerirati mogu vratiti enumerator public IEnumerator GetEnumerator()
{ foreach ( string s in strings )
{ yield return s;
}
}
// Inicijalizira popis s nizovima public ListBoxTest( params stringf] initialStrings )
{ // Dodjeljuje prostor za nizove strings = new String[8]; // Kopira nizove proslijeđene konstruktoru foreach ( string s in initialStrings )
{ strings[ctr++] = s;
} // Dodaje niz na kraj popisa public void Add( string theString )
{ strings[ctr] = theString; ctr++;
} // Dozvoljava pristup kao kod polja public string this[int index]
{ get
{ if ( index < o |[ index >= strings.Length ) • { // Obrađuje loš indeks
} return strings[index];
} set
{
194
|
Programiranje C#
frimj e r ^
~ ' - ' ■ s* Box k
ao klasa koja se može enumerirati (nastavak)
strings[index] = value;
} } // Objavljuje koliko nizova ima public int GetNumEntries()
{ return ctr;
} public class Tester
{
static void Main()
{ // Pravi novi popis i inicijalizira ListBoxTest lbt = new ListBoxTest( "Hello", "World" ); // Dodaje nekoliko nizova lbt.Add( "Who" ); lbt.Add( "Is" ); lbt.Add( "lohn" ); lbt.Add( "Galt" ); // Testira pristup string subst = "Universe"; lbt[1 j = subst; // Pristupa svim nizovima foreach ( string s in lbt )
{ Console.WriteLine( “Value: {o}“, s );
}
}
}
}
Program počinje u metodi Main() stvaranjem novog objekta ListBoxTest i prosljeñivanjem dva niza do konstruktora. Nakon stvaranja objekta stvara se polje Strings u kojem ima prostora za osam nizova. Četiri dodatna niza se dodaju s pomoću metode Add i drugi se niz ažurira, baš kao u prethodnom primjeru. Velika promjena u ovoj inačici programa je pozivanje petlje foreach koja uzima svaki niz iz padajućeg popisa. Petlja foreach automatski koristi sučelje IEnumerable pozivajući metodu GetEnumerator(). Metoda GetEnumerator je deklarirana tako da vraća lEnumerator niza: public IEnumerator GetEnumerator()
Implementacija iterira kroz polje nizova, pružajući svaki niz:
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
195
-foreach ( string s in strings )
{ yield return s;
} Sve sto je potrebno za praćenje redoslijeda elemenata, ponovno postavljanje iteratora i tako dalje, pruža kostur.
Ograničenja Ponekad morate osigurati da su elementi koje dodajete generičkom popisu u skladu s odreñenim ograničenjima (npr. da su izvedeni iz odreñene osnovne klase ili da implementiraju odreñeno sučelje). U sljedećem primjeru implementirat ćemo pojednostavljen jednostruko povezan popis koji se može sortirati. Popis se sastoji od čvorova (Nodes) i svaki Node mora zadovoljavati uvjet da tipovi koji mu se dodaju implementiraju sučelje IComparer. To možete učiniti sljedećim iskazom: public class Node : IComparable> where T : IComparable
Ovaj iskaz definira generički Node koji sadrži tip T. Node T implementira sučelje IComparable, što znači da se dva čvora T mogu usporediti. Klasa Node je ograničena (where T : IComparable) na samo one tipove koji implementiraju sučelje IComparable. Tip T,
stoga, možete zamijeniti bilo kojim tipom koji implementira sučelje IComparable. U primjeru 9-12 prikazana je cjelokupna implementacija koja je analizirana u sljedećim odlomcima.
Primjer 9-12. Upotreba ograničenja using System; using System.Collections.Ceneric; namespace UsingConstraints
{ public class Employee : IComparable
{ private string name; public Employee(string name)
{ this.name = name;
} public override string To String O
{ • return this.name;
} U Implementira sučelje public int CompareTo(Employee rhs)
{ return this.name.CompareTo(rhs.name);
}
196
|
Programiranje C#
primjer 9-12. Upotreba ograničenja (nastavak) public bool Equals(Employee rhs)
{ return this.name ~
rhs.name;
} I I Čvor mora implementirati IComparable od Node od T. I I Ograničava Nodes da uzimaju samo stavke koje implementiraju IComparable I I upotrebom ključne riječi where. public class Node : IComparable> where T : IComparable
{ // Članovi polja private T data; private Node next = nuli; private Node prev = nuli; // Konstruktor public Node(T data)
{ this.data = data;
} I I Svojstva public T Data { get { return this.data; } } public Node Next
{ get { return this.next; }
} public int CompareTo(Node rhs)
{ // Funkcionira zbog ograničenja return data.CompareTo(rhs.data);
} public bool Equals(Node rhs)
{ return this.data.Equals(rhs.data);
} I I Metode public Node Add(Node newNode)
{ if (this.CompareTo(newNode) > 0)
I I ide prije mene
{ newNode.next = this;
I I novi čvor pokazuje na mene
// ako imam prethodno, postavi ih da pokazuju na // novi čvor kao svoj sljedeči i-f (this.prev != nuli)
{
Poglavlje 9; Polja, indekseri i kolekcije
|
Primjer 9-12. Korištenje ograničenja (nastavak) this.prev.next = newNode; newNode.prev = this.prev;
} // Postavlja prev u tekućem čvoru da pokazuje na novi čvor this.prev = newNode; // Vraća newNode u slučaju da je to novo zaglavlje return newNode;
}
else
// Ide nakon mene
.
{
.
.
.
// ako imam sljedeći, prosljeđuje novi čvor // na uspoređivanje if (this.next '.= nuli)
{
this.next.Add(newNode);
} // Nemam sljedeći pa postavi novi čvor // da bude moj sljedeći i postavi njegov prev da pokazuje na mene. else
{ this.next = newNode; newNode.prev = this;
} return this;
}
}
public override string To St ri ng O string output = data.ToStringO; if (next != nuli) output += ", " + next.ToStringO;
} return output;
} }
// Kraj klase
public class Linkedlist where T : IComparable
{ // Polja članovi private Node headNode = nuli; // Svojstva // Indekser public T this[int index]
198
|
Programiranje C#
Primjer 9-12. Korištenje ograničenja (nastavak)
{ get
{ int ctr = o; Node node = headNode; while (node != nuli && ctr <= index) if (ctr == index)
{ return node.Data;
} else
{ node = node.Next;
} ++ctr; } // Kraj while throw new ArgumentOutOfRangeException(); // Kraj get
} }
// Kraj indeksera
// Konstruktor public LinkedList()
{ } // Metode public void Add(T data)
{ if (headNode == nuli)
{ headNode = new Node(data); else
{ headNode = headNode.Add(new Node(data));
} public override string ToStringO if (this.headNode != nuli)
{ return this.headNode.ToStringO; else
{ return string.Empty;
}
}
}
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
199
Primjer 9-12. Korištenje ograničenja (nastavak) // Testiranje class Test { // Ulazna točka static void Main(string[] args)
{ // Pravi instancu, pokreće metodu Test t = new Test(); t.Run();
} public void Run() LinkedList myLinkedList = new LinkedList(); Random rand = new Random(); Console.Write("Adding: "); for (int i = 0 ; i < 1 0 ; i++)
{ int nextlnt = rand.Next(lo); Console.Write("{o} ", nextlnt); myLinkedList.Add(nextInt);
} } Ovaj primjer počinje deklariranjem klase koja se može staviti u povezani popis; public class Employee : IComparable
Ova deklaracija govori kako se objekti Employee mogu usporediti i vidimo da klasa Employee implementira potrebne metode (CompareTo i Equals). Ove metode su sigurne za tipove (one znaju da će proslijeñeni parametar pripadati tipu Employee). U deklaraciji za, LinkedList odreñeno je da taj popis sadrži samo tipove koji implementiraju sučelje IComparable: public class LinkedList where T : IComparable
te je mogućnost sortiranja popisa zajamčena. LinkedList sadrži objekt tipa Node. Node takoñer implementira sučelje IComparable i zahtijeva da svi objekti koje sadrži kao podatke i sami implementiraju sučelje IComparable;
200
|
Programiranje O
public class Node : lComparable> where T : IComparable
...-Ova ograničenja implementaciju metode CompareTo iz Node čine sigurnom i jednostav, nom jer Node zna da će usporeñivati druge čvorove (Nodes) čiji se podaci mogu usporeñivati: public int CompareTo(Node rhs)
{ // Funkcionira zbog ograničenja return data.CompareTo(rhs.data);
} rhs se ne mora testirati kako bi se vidjelo implementira li IComparable. Node smo već ograničili na takav način da sadrži samo podatke koji implementiraju sučelje IComparable.
List Klasični problem s tipom Array je njegova fiksna veličina. Ako unaprijed ne znate koliko će objekata polje sadržati, postoji rizik deklariranja premalog polja (pa će ponestati prostora) ili prevelikog polja (pa će se potrošiti previše memorije). Program koji pišete će od korisnika možda zatražiti unos ili će uzimati podatke s Web stranice. Kada pronañe objekte (nizove, vrijednost itd.) dodat će ih u polje, ali vi nećete znati koliko ćete objekata prikupiti u odreñenoj sesiji. Klasično polje fiksne veličine nije dobar izbor jer ne možete predvidjeti veličinu polja koje će vam biti potrebno. Klasa L ist je polje čija se veličina prema potrebi dinamički povećava. Poljima List se može upravljati s pomoću raznih metoda i svojstava koja ona sadrže. U tablici 9-3 prikazane su najvažnije metode i svojstva. T a b lica 9 - 3 . M e t o d e i s v o j s t v a p o l j a L is t
p:.' ■ f Metoda ili svojstvo Capacity
Svrha Svojstvo za postavljanje ili uzim anje broja elem enata koje polje L i s t m ože sadržati. Ova se vrijednost autom atski povećava ako broj elem enata premašuje kapacitet. Ovu vrijednost m ožete postaviti kako biste sm anjili broj ponovnih alokacija te m ožete pozvati m etodu T r i m ( ) za smanjivanje ove vrijednosti na stvarni broj elem enata C o u n t.
Count
Svojstvo za uzim anje broja elem enata koje polje trenutno sadrži.
Item()
U zim a ili postavlja e le m e n t na odreñeni indeks. To je zapravo indekser za klasu L i s t . 3
Add()
Javna m etod a za dodavanje objekta u L i s t .
AddRange()
Javna m etod a koja dodaje objekte iz sučelja I C o l l e c t io n na kraj L i s t .
BinarySearch()
Preopterećena javna m eto d a koja koristi binarno pretraživanje za pronalaženje odreñenog e lem en ta u sortiranom L i s t .
Clear()
U klanja sve elem ente iz L i s t .
Contains()
U tvrñ uje pripada li e le m e n t L i s t .
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
201
Tablica 9-3. Metode i svojstva polja List (nastavak) Metoda ili svojstvo
Svrha
C o p y T o ()
Preopterećena javna metoda koja L i s t kopira ujednodimenzionalno polje.
E x is t s ( )
Utvrñuje pripada li element L i s t .
F in d ( )
Vraća prvu pojavu elementa u L i s t .
F in d A ll( )
Vraća sve navedene elemente u L i s t .
G e tE n u m e ra to r ( )
Preopterećena javna metoda koja vraća enumeraciju za iteraciju kroz L i s t .
G e tR a n g e ()
Kopira raspon elemenata u novo polje L i s t .
In d e x O f ( )
Preopterećena javna metoda koja vraća indeks prve pojave vrijednosti.
In s e r t( )
Umeće element u L i s t .
In s e r t R a n g e ( )
Elemente kolekcije umeće u polje L i s t .
L a s t In d e x O f ( )
Preopterećena javna metoda koja vraća indeks posljednje pojave vrijednosti u L i s t .
R em ove()
Uklanja prvu pojavu odreñenog objekta.
R em o ve A t()
Uklanja element na odreñenom indeksu.
Rem oveR ange()
Uklanja raspon elemenata.
R e v e rs e ( )
Elemente u L i s t postavlja obrnutim redoslijedom.
S o r t()
Sortira L i s t .
T o A r ra y ( )
Kopira elemente L i s t u novo polje.
T r im T o S iz e ( )
Postavlja kapacitet stvarnog broja elemenata u L i s t .
1 Idiom u FCL-u je da pruži element I tem za klase kolekcija koji je u Cd implementiran kao indekser.
Prilikom stvaranja List ne definira se broj elemenata koje će ono sadržati. Elementi se u List dodaju s pomoću metode Add(), a polje samo vodi brigu o broju svojih elemenata, kao što je prikazano u primjeru 9-13. P r i m j e r 9 - 1 3 . R a d s p o l j e m L is t ftregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace ListCollection
{ // Jednostavna klasa koja će čuvati u List public class Employee { private int empID; public Employee( int empID )
{ this.empID = empID;
202
|
Programiranje C#
r i& s& š t sf -
i p rim jer 9 - 1 3 . R a d s p o l j e m L is t ( n a s ta v a k )
} public ovferride string ToStringO
{ return empID.ToStringO;
} public int EmpID
{ get
{ return empID;
} set
{ empID = value;
}
}
}
public class Tester
{ static void Main()
{ List empList,= new List(); List intList = new List(); // Popunjava List for ( int i = 0; i < 5; i++ )
{ empList.Add( new Employee( i + 1 0 0 ) ); intList.Add( i * 5 );
} // Ispisuje sav sadržaj for ( int i = 0; i < intList.Count; i++ )
{ Console.Write( "{0} ", intList[i],ToStringO );
} Console.WriteLine( "\n" ); // Ispisuje sav sadržaj Employee _List for ( int i = 0; i < empList.Count; i++ )
S klasom Array definirate koliko će objekata polje sadržavati. Ako pokušati dodati više | i objekata od tog broja, klasa Array će izbaciti iznimku. Ako koristite List ne morate W deklarirati broj objekata koje će sadržavati. L ist ima svojstvo Capacity koje predstavlja f| broj elemenata koje L ist može spremiti: I public int Capacity { get; set; }
J
Podrazumijevani kapacitet je 16. Ako dodate sedamnaesti element, kapacitet se auto- f matski udvostručuje na 32. Ako petlju for promijenite na:
Kapacitet možete ručno postaviti na bilo koji broj jednak ili veći od broja elemenata. Ako ga postavite na broj manji od broja elemenata, program će izbaciti iznimku tipa Argument0ut0fRangeException.
Implementiranje sučelja IComparable Poput svih ostalih kolekcija List implementira metodu Sort() koja omogućava sortiranje svih objekata koji implementiraju sučelje IComparable. U sljedećem ćemo primjeru modificirati objekt Employee kako bi implementirao sučelje IComparable: public class Employee : IComparable
Za implementaciju sučelja IComparable objekt Employee mora pružati metodu CompareTo(): public int CompareTo(Employee rhs) return t his.emp ID . C om pa re To ( r . em p I D) ;
Metoda CompareToO uzima Employee kao parametar. Znamo da se radi o objektu Employee jer je to kolekcija sigurna za tipove. Tekući objekt Employee mora se usporediti s objektom Employee koji je proslijeñen kao parametar i vratiti vrijednost -l ako je tekući objekt manji od parametra, 1 ako je veći od parametra i 0 ako je jednak parametru. Objekt Employee mora sam zadati što znači smaller than, greater than i equal U ovom primjeru se usporedba delegira Članu empld. Član empld je int i koristi podrazumijevanu metodu CompareToO za cjelobrojne tipove koja ce usporediti dvije vrijednosti. Klasa System. Int32 implementira IComparable tako d a o dg o v o r nost za u s p o r e d b u m o ž e t e delegirati cjelobrojnim vrijednostima.
204
(
Programiranje C#
f^da ste spremni za sortiranje popisa zaposlenika empList. Kako biste provjerili funkcionira 1' sortiranje, trebate cjelobrojne vrijednosti i instance Employee dodati odgovarajućim poljima s nasumičnim vrijednostima. Za stvaranje nasumičnih vrijedno- s t i instancirajte objekt klase Random. Za generiranje nasumičnih vrijednosti pozovite metodu Next() na objektu Randomkoja će vratiti pseudonasumični broj. Metoda Next() % se preopterećuje, jedna inačica omogućava prosljeñivanje cjelobrojne vrijednosti koja ’t predstavlja najveći željeni nasumični broj. U ovom se primjeru prosljeñuje vrijednost 1 10 za generiranje nasumičnog broja izmeñu 0 i 10: Random r = new Random();
r.Next(l0);
U primjeru 9-14 stvoreno je polje cjelobrojnih vrijednosti i polje Employee, oba se ispunjavaju nasumičnim brojevima i njihove se vrijednosti ispisuju. Oba se polja zatim sortiraju i ispisuju se nove vrijednosti. P rim jer 9 - 1 4 . S o r t ir a n je p o l j a c j e l o b r o jn i h v r i je d n o s t i i p o lja E m p lo y e e #region Using directives using System; using Sy5tem.Collections.Generic; using System.Text; .#endregion namespace IComparable
{ // Jednostavna klasa koja će čuvati u polju public class Employee : IComparable
{ private int empID; public Employee( int empID )
(' this.empID = empID;
} public override string To Strin g O
{ return empID.ToStringO;
} public bool Equals( Employee other )
{ if ( this.empID == other.empID )
{ return true;
} else
{ return false;
}
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
205
Primjer 9-14. Sortiranje polja cjelobrojnih vrijednosti i polja Employee (nastavak)
// Comparer delegira natrag do Employee // Employee koristi podrazumijevanu metodu // CompareTo cjelobrojnih vrijednosti public int CompareTo( Employee rhs )
{ return this.empID.CompareTo( rhs.empID );
}
}
public class Tester
{ static void Main() List empArray = new List(); List intArray = new List(); // Generira slučajne brojeve za cjelobrojne vrijednosti // i identifikatore zaposlenika
II
Random r = new Random(); // Popunjava polje tor ( int i = 0; i < 5; i++ )
p r im jer 9 -1 4 . S o r t ir a n je p o l j a c j e lo b r o jn ih v r ijed n o s t i i p o l ja E m p lo y e e ( n a s ta v a k )
}
Console.WriteLine( "\n" ); // Sortira i prikazuje polje zaposlenika Employee.EmployeeComparer c = Employee.GetComparer(); empArray.Sort(c); empArray.Sort(); // Prikazuje sav sadržaj polja Employee -for ( int i = 0; i < empArray.Count; i++ )
U izlazu se može vidjeti kako su polje cjelobrojnih vrijednosti i polje Employee generirani s nasumičnim brojevima. Nakon sortiranja u izlazu se vidi kako su vrijednosti ispravno poredane.
Implementacija sučelja IComparer Kada na List pozovete metodu Sort() pozivaše podrazumijevana implementacija sučelja IComparer koja koristi OuickSort za pozivanje IComparable implementacije metode CompareTo() za svaki element u List. Možete slobodno stvoriti svoju implementaciju IComparer što je preporučljivo ako želite kontrolirati način na koji se definira redoslijed sortiranja. U sljedećem se primjeru polju Employee dodaje drugo polje yearsOfSvc. Potrebna je mogućnost sortiranja objekata Employee u List po oba polja, empID i yearsOfSvc. Kako bismo to postigli, stvorit ćemo prilagoñenu implementaciju sučelja IComparer koju ćemo zatim proslijediti do metode Sort() od List. Klasa EmployeeComparer sučelja IComparer zna za Employee objekte i kako ih sortirati. EmployeeComparer ima svojstvo WhichComparison tipa Employee.EmployeeComparer.ComparisonType: public Employee.EmployeeComparer.ComparisonType WhichComparison
} ComparisonType je enumeracija s dvije vrijednosti, empID ili yearsOfSvc (označava kako želite sortirati po identifikatoru zaposlenika ili prema godinama staža):
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
207
public enum ComparisonType
{ EmpID, VearsOfService
}; Prije pozivanja metode S o rt() stvara se instanca klase EmployeeComparer i postavlja se 3 njeno svojstvo ComparisonType: Employee.EmployeeComparer c = Employee.GetComparer(); c.WhichComparison=Employee.EmployeeComparer.ComparisonType.EmpID; empAiray.Sort(c);
Kada pozovete metodu S o rt() L ist na EmployeeComparer poziva metodu Compare što delegira usporeñivanje metodi Employee.ComapareTo() i prosljeñuje svojstvo WhichComparison: public int Compare( Eniployee lhs, Employee rhs )
{ return lhs.CompareTo( rhs, WhichComparison );
> Objekt Employee mora implementirati prilagoñenu inačicu metode CompareTo() koja preuzima usporedbu i usporeñuje objekte: public int CompareTo( Employee rhs, Employee.EmployeeComparer.ComparisonType which)
{ switch (which)
{ case Employee.EmployeeComparer.ComparisonType.EmpID: return this.empID.CompareTo(rhs.empID); case Employee.EmployeeComparer.ComparisonType.Yrs: return this.yearsOfSvc.CompareTo(rhs,yearsOfSvc);
} return 0;
} Potpuni izvor ovog primjera naveden je u primjeru 9-15. Polje cjelobrojnih vrijednosti je uklonjeno kako bi primjer bio što jednostavniji, a izlaz metode ToStringO je unaprijeñen kako biste mogli vidjeti rezultat sortiranja. P r im j e r 9 - 1 5. S o r t i r a n j e p o l j a p r e m a I D - o v i m a z a p o s l e n i k a i g o d i n a m a s t a ž a #region Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; ttendregion namespace IComparer
{ public class Employee : IComparable
208
1 Programiranje C#
ifritnjer 9-15- Sortiranje polja prema ID-ovima zaposlenika godinama staža (nastavak) private int empID; private int yearsOfSvc = 1; public Employee( int empID ) this.empID = empID;
/'/ Statička metoda za uzimanje objekta Comparer public static EmployeeComparer GetComparerO { return new Employee.EmployeeComparer();
} // Comparer delegira natrag Employee. // Employee koristi podrazumijevanu // metodu CompareTo cjelobrojnih vrijednosti public int CompareTo( Employee rhs )
{ return this.empID.CompareTo( rhs.empID );
} // Posebna implementacija koju će pozvati prilagođeni uspoređivao public int CompareTo(
Employee rhs, Employee.EmployeeComparer.ComparisonType which )
Poglavlje 9; Polja, indekseri i kolekcije
|
209
Primjer 9-15. Sortiranje polja prema ID-ovima zaposlenika i godinama staža (nastavak) switch ( which )
{ case Employee.EmployeeComparer.ComparisonType.EmpID: return this.empID.CompareTo( rhs.empID ); case Employee.EmployeeComparer.ComparisonType.Yrs: return this.yearsOfSvc.CompareTo( rhs.yearsOfSvc );
} return 0;
} // Ugniježđena klasa koja implementira IComparer public class EmployeeComparer : IComparer
{ // Privatna varijabla stanja private Employee.EmployeeComparer.ComparisonType whichComparison; // Enumeracija tipova za uspoređivanje public enum ComparisonType
{ EmpID, Yrs
}; public
bool Equals( Employee lhs, Employee rhs )
{ return this.Compare( lhs, rhs ) == 0 ;
} public
int GetHashCode(Employee e)
{ return e.GetHashCode();
} // Govori objektima Employee da se usporede .public int Compare( Employee lhs, Employee rhs )
{ return lhs.CompareTo( rhs, WhichComparison );
} public Employee.EmployeeComparer.ComparisonType WhichComparison
Primjer 9-15. Sortiranje polja prema ID-ovima zaposlenika i godinama staža (nastavak) static void Main()
{ List empArray = new List(); // Generira slučajne brojeve za // za cjelobrojne vrijednosti i // identifikatore zaposlenika Random r = new Random(); // Popunjava polje for ( int i = 0; i < 5; i++ )
{ // add a random employee id empArray.Add( new Employee( r.Next( 10 ) + ioo, r.Next( 20 )
}
);
// Prikazuje sav sadržaj polja Employee for ( int i = 0; i < empArray.Count; i++ ) ^ Console.Write( "\n{o} ", empArray[i].ToStringO ); Console.WriteLine( "\n" ); // Sortira i prikazuje polje zaposlenika Employee.EmployeeComparer c = Employee.GetComparer(); c.WhichComparison = Employee.EmployeeComparer.ComparisonType.EmpID; empArray.Sort( c ); // Prikazuje sav sadržaj polja Employee for ( int i = 0; i < empArray.Count; i++ ) Console.Write( "\n{o} ", empArray[i].ToStringO ); Console.WriteLine( "\n" ); c.WhichComparison = Employee.EmployeeComparer.ComparisonType.Yrs; empArray.Sort( c ); for ( int i = 0; i < empArray.Count; i++ ) ^ Console.Write( "\n{o} ", empArray[i].ToStringO ); Console.WriteLine( "\n" );
}
}'
Poglavlje 9; Polja, indekseri i kolekcije
|
211
U prvom bloku izlaza možete vidjeti Employee objekte redoslijedom kojim su dodani u H L ist. Vrijednosti identifikatora zaposlenika i godine staža poredane su nasumično U II drugom se bloku vide rezultati sortiranja prefha identifikatoru zaposlenika, a u trećem '% se vide rezultati sortiranja prema godinama staža. l| Ako stvarate kolekcije kao u primjeru 9-11 i želite implementirati sučelje IComparer, vjerojatno ćete korištenjem ranije opisanih ograničenja morati osigurati da svi tipovi smješteni u polje implementiraju sučelje IComparer (kako bi se mogli sortirati).
Redovi Red (engl. queue ) predstavlja kolekciju koja funkcionira na načelu prvi-unutra, prvivan (engl. first in, first out, FIFO). Obično se usporeñuje s redom osoba koje čekaju na blagajni kako bi kupili kartu. Prva osoba u redu trebala bi biti i prva osoba koja kupuje kartu i izlazi iz reda. Red je kolekcija koju je zgodno koristiti ako upravljate ograničenim resursom. Na primjer, možda ćete trebati poslati poruke resursu koji istovremeno može obraditi samo jednu poruku. U tom biste slučaju stvorili red poruka kako biste svojim klijentima mogli reći: „Vaše su nam poruke bitne i zato se obrañuju redoslijedom kojim su primljene." Klasa Oueue ima razne metode i svojstva koja su prikazana u tablici 9-4. Tablica 9-4. M etode i svojstva klase Queue Metoda ili svojstvo
Svrha
Count
Javno svojstvo koje uzima broj elemenata u Oueue.
Clear()
Uklanja sve objekte iz Oueue.
Contains()
Određuje pripada li red Oueue.
CopyTo()
Kopira elemente Oueue u postojeće jednodimenzionalno polje.
Dequeu e()
Briše i vraća objekt na početku Oueue.
Enqueue()
Dodaje objekt na kraj Oueue.
GetEnumerato r O
Vraća enumerator Oueue.
Peek()
Vraća objekt na početku Oueue, ali ga ne briše.
ToArray()
Kopira element u novo polje.
Elemente možete dodati u red naredbom Enqueue, a iz reda ih možete ukloniti naredbom Dequeue ili s pomoću enumeratora. Te su operacije prikazane u primjeru 9-16.
212
|
Programiranje C#
P rim jer
9-16. R ads redovima
(tregion Using direct ives
using $ystem; using System.Collections.Ceneric; using System.Text; #endregion namespace Oueue
{
public class Tester
{ static void Main ()
{ Oueue intOueue = new Oueue(); U Popunjava polje for ( int i = O; i < 5 ; i++ )
intOueue.Enqueue( i * 5 );
} // Prikazuje red Console.Write( "intOueue values:\t" ); PrintValues( intOueue ); // Briše element iz reda. Console.WriteLine( "\n(Dequeue)\t{0 }", intOueuee.Dequeue() ); // Prikazuje red. Console.Write( "intOueue values:\t" ); PrintValues( intOueue ); // Briše još jedan element iz reda. Console.WriteLine( "\n(Dequeue)\t{o}", intOueuee.Dequeue() ); // Prikazuje red. Console.Write( "intOueue values:\t" ) ; PrintValues( intQueue ); I I Pregleda prvi element u redu I I ali ga ne uklanja. Console.WriteLine( "\n(Peek)
\t{o}", intOueuee.Peek() );
I I Prikazuje red. Console.Write( "intQueue values:\t" );
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
213
Primjer 9-16. Rad s redovima (nastavak) P r in t V a lu e s ( in tO u e u e ) ;
public static void PrintValues(IEnumerable myCollection) {
U ovom primjeru je L ist zamijenjeno s Oueue. Iz primjera je uklonjena klasa Employee
kako bismo uštedjeli na prostoru, no naredbu Enqueue možete koristiti i za korisnički definirane objekte. U izlazu možete vidjeti kako redanje objekte dodaje u Oueue, a Dequeue se poziva kako bi se objekt vratio i obrisao iz Oueue. Klasa Oueue ima i metodu Peek() koja omogućava da prvi element vidite bez uklanjanja. Kako klasa Oueue podržava enumeriranje, možete ju proslijediti do metode PrintValues koja je pružena kao sučelje IEnumerable. Ova pretvorba je implicitna. U metodi PrintValues pozivate GetEnumerator, jedina metoda svih IEnumerable klasa. To vraća IEnumerator koje zatim možete koristiti za enumeraciju svih objekata u kolekciji.
Stogovi Stog (engl. stack ) je kolekcija koja funkcionira na načelu posljednji-unutra, prvi-van (engl. last in, first out, LIFO), poput hrpe tanjura na švedskom stolu ili hrpe novčića na vašem stolu. S gomile ćete najprije uzeti tanjur koji stoji na vrhu (a on je posljednji dodan na hrpu). Osnovne metode za dodavanje na stog i uklanjanje sa stoga su Pushf) i Pop(). Stack, kao i Oueue, nudi i metodu Peek(). Najvažnije metode i svojstva klase Stack prikazani su u tablici 9-5. Tablica 9-5. Metode i svojstva stoga Metoda ili svojstvo
Svrha
C ount
Javno svojstvo koje uzima broj elemenata u S t ac k.
C le a r ( )
Uklanja sve objekte iz S ta c k .
C lo n e ( )
Stvara plitku kopiju.
C o n ta in s ( )
Utvrñuje pripada li element S ta c k .
214
|
Programiranje C#
tablica
9 -5 .
Metode i svojstva stoga (nastavak)
Sfioda ili svojstvo
Svrha
copyT° ()
Kopira elemente S ta c k u postojeće jednodimenzionalno polje.
CetEnumerator()
Vraća enumerator S tack.
PeekO
Vraća objekt svrha S ta c k , ali ga ne uklanja.
PopO
Vraća i briše objekt svrha S tack .
Push()
Dodaje objektna vrh S tack.
ToArray()
Kopira elemente u novo polje.
Tipovi L ist, Oueue i Stack sadrže preopterećene metode CopyTo() i ToArray() za kopira-
nje elemenata u polje. U slučaju Stack metoda CopyTo() će kopirati elemente u postojeće jednodimenzionalno polje, prepisujući sadržaj polja počevši od indeksa koji zadate. Metoda ToArray() vraća novo polje u kojem se nalazi sadržaj elemenata stoga. To je prikazano u primjeru 9-17. P rim jer 9 -1 7 . R a d s a s t o g o m ftregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace Stack
{ public class Tester
{ static void Main()
{ Stack intStack = new Stack(); // Popunjava polje for ( int i = 0; i < 8; i++ )
{ intStack.Push( i * 5 );
} // Prikazuje stog. Console.Write( "intStack values:\t" ); PrintValues( intStack ); // Briše element sa stoga. Console.WriteLine( "\n(Pop)\t{o}", intStack.Pop() ); // Prikazuje stog.
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
215
Primjer 9-17. Rad sa stogom (nastavak) Co ns ol e. Wr it e( "intStack values:Yt" );
PrintValuesj intStack ); // Briše još jedan element sa stoga. Console.WriteLine( "\n(Pop)\t{0>", intStack.Pop() ); // Prikazuje stog. Console.Write( "intStack valuesrVt" ); PrintValues( intStack ); // Prikazuje prvi element na stogu // ali ga ne briše. Console.WriteLine( "\n(Peek)
Vt{0} ,
intStack.Peek() ); // Prikazuje stog. Console.Write( "intStack values'.Vt" );
1
PrintValuesj intStack ); // Deklarira objekt polja koji će sadržavati // 12 cjelobrojnih vrijednosti int[] targetArray = new int[i2]; for (int i = 0; i < targetArray.Lengthj i++) targetArray[i] = i * 100 + loo; // Prikazuje vrijednosti odredišne instance Array. Console.WriteLine( "\nTarget array:
);
PrintValues( targetArray ); // Kopira cjelokupni izvorni Stack u odredišnu // instancu Array s početkom na indeksu 6. intStack.CopyTo( targetArray, 6 ); // Prikazuje vrijednosti odredišne instance Array. Console.WriteLine( "\nTarget array after copy: PrintValues( targetArray );
} public static void PrintValues( IEnumerable myCollection ) ^
Izlazu se vidi kako se elementi dodani stogu uklanjaju obrnutim redoslijedom. ||nakCopyTo() može se vidjeti pregledom ciljnog polja prije i nakon pozivanja metode |jjyTo()- Elementi polja se prepisuju počevši od zadanog indeksa (6).
.ječnici ? R j e č n i k (engl. dictionary) je kolekcija koja ključ povezuje s vrijednosti. U rječniku odreiSltJenogjezika se riječ (ključ) povezuje s odgovarajućom definicijom (vrijednost).
Vrijednost rječnika možete vidjeti ako zamislite kako vam je potreban popis glavnih f t gradova američkih saveznih država. To možete postići tako da ih stavite u polje: stringf] stateCapitals = new string[50];
i P o lje stateCapitals će sadržati pedeset glavnih gradova. Svakom se glavnom gradu
•pristupa kao pomaku u polju. Na primjer, ako želite pristupiti glavnom gradu države Arkansas, potrebno je znati kako je Arkansas četvrta savezna država prema abecednom redu: string capitalOfArkansas = 5tateCapitals[3];
Korištenje polja za pristup glavnim gradovima prilično je nepraktično. Naposljetku, ako mi je potreban glavni grad države Massachusetts, ne mogu jednostavno odrediti kako je Massachusetts 21. država po abecedi. Mnogo bi praktičnije bilo glavni gradi povezati s nazivom države. Rječnik vam omogućava da vrijednost (u ovom slučaju, glavni grad) spremite pod ključem (u ovom slučaju, naziv države). Rječnik koji nudi .N ET kostur može bilo kakav ključ (niz, cjelobrojnu vrijednost, objekt itd.) povezati s bilo kojom drugom vrijednosti (nizom, cjelobrojnom vrijednosti, objektom itd.). Obično je ključ, razumljivo, prilično kratak, dok je vrijednost prilično složena. Dobar se rječnik mora odlikovati jednostavnim dodavanjem i brzim vraćanjem vrijednosti (pogledajte tablicu 9-6). Tablica 9 - 6 . M etode i svojstva rje čn ika ( Metoda ili svojstvo Count
Svrha Javno svojstvo koje uzima broj elemenata u Dictionaxy.
It:em()
lndekserzaDictionary.
Keys
Javno svojstvo koje uzima kolekciju s ključevima za Dictionary (pogledajte i svojstvo Values).
Values
Javno svojstvo koje uzima kolekciju koja sadrži vrijednosti u Dict ionary (pogledajte i svojstvo
Add ( )
Dodaje unos s odreñenim ključem (Key) i vrijednosti (Value).
Clear( )
Uklanja sve objekte izDictionary.
Keys).
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
217
Tablica 9-6. Metode i svojstva rječnika (nastavak)
fč
Metoda ili svojstvo
Svrha
ContainsKey()
Utvrñuje pripada li odreñeni ključ D ic t io n a r y .
ContainsValue()
Utvrñuje pripada li odreñena v r ije d n o s tO ic tio n a ry .
GetEnumerator()
Vrača enumerator za D ic t io n a r y .
GetObjectData()
Implementira sučelje I S e r i a l i z a b l e i vrača podatke potrebne za serijalizaciju D ic t io n a r y .
Remove()
Uklanja unos s odreñenim ključem.
Ključ u klasi Dictionary može biti primitivni tip ili instanca korisnički definiranog tipa (objekt). Objekti koji se koriste kao ključevi u Dictionary moraju implementirati metode GetHashCode() i Equals. U većini slučajeva možete jednostavno koristiti naslijeñenu implementaciju izO bject.
IDictionary Rječnici implementiraju sučelje IDictionary (K označava tip ključa, a V označava tip vrijednosti). IDictionary pruža javno svojstvo Item. Ono vraća vrijednost sa zadanim ključem. Deklaracija svojstva Item u C# glasi: V[K key] {get; set;}
U C# svojstvo Item je implementirano s pomoću indeksnog operatora ([]). Stoga elementima svih Dictionary objekata možete pristupiti koristeći sintaksu pomaka, kao da se radi o polju. U primjeru 9-18 prikazano je dodavanje elemenata u Dictionary koji se zatim vraćaju s pomoću svojstva Item. P rim je r 9-18 . Svojstvo Ite m kao opera tor pom aka namespace Dictionary
{ public class Tester
{ static void Main()
{ // Pravi i inicijalizira novi rječnik. Dictionary Dictionary = new Dictionaiy(); Dictionary.Add("000440312", "3esse Liberty"); Dictionary.Add("000123933", "Stacey Liberty"); Dictionary.Ad d("000145938", "3ohn Galt"); Dictionary.Add("000773394", "Ayn Rand"); // Pristupa zadanoj stavci Console.WriteLine("myDictionary[\"000145938\"]: {0}", Oictionary["000145938"]);
} 218
}
}
|
Programiranje C#
ijjrimjer 9-18 počinje instanciranjem novog Dictionary. Tip ključa i vrijednosti deklagjranisu kao string. jJDictionary se dodaju četiri para ključ-vrijednost. U ovom se primjeru broj zdravstvenog osiguranika dodaje imenu osobe (namjerno su korišteni lažni brojevi osiguranika). iNakon dodavanja elemenata odreñenom se unosu u rječniku pristupa korištenjem broja osiguranika kao ključa. Ako kao ključ koristite referentni tip i taj tip može mutirati (nizovi ne mogu mutirati), ne smijete mijenjati vrijednost objekta ključa nakon što ga počnete koristiti u rječniku. Ako, na primjer, kao ključ koristite objekt Employee i promijenite identifikator zaposlenika, doći će do problema ako metode Equals i GetElashCode, koje rječnik konzultira, koriste to svojstvo.
Poglavlje 9: Polja, indekseri i kolekcije
|
219
POGLAVLJE 10
Nizovi i regularni izrazi
Nekad su ljudi kupovali računala isključivo zbog obrade brojčanih vrijednosti. Prva računala su se najprije koristila za izračun putanje projektila (iako neki nedavno objavljeni dokumenti otkrivaju kako su se koristila i za dešifriranje). U svakom slučaju, nekoć se programiranje učilo na katedrama za matematiku velikih sveučilišta, a informatika se smatralo matematičkom disciplinom. Danas se većina programa bavi nizovima slova, a ne nizovima brojeva. Ti se nizovi obično koriste za obradu riječi, rad s dokumentima i stvaranje Web-stranica. C # pruža ugrañenu podršku za potpuno funkcionalan tipa string. Što je još važnije, C # nizove tretira kao objekte koji učahuruju sve metode za manipulaciju, sortiranje i pretraživanje koje se obično primjenjuju na niz slova. Napomena za C++ programere: u C # niz je tip prve klase, a ne polje znakova.
_LflS* Složene operacije s nizovima i usporeñivanje uzoraka potpomognuti su regularnim izrazima (engl. regular expressions ). C # kombinira snagu i složenost sintakse regularnih izraza koja je izvorno postojala samo u jezicima za rad s nizovima, kao što su awk i Perl, s potpuno objektno orijentiranim dizajnom. U ovom ćete poglavlju naučiti kako se u C # radi s tipom string i klasom System. String .N ET kostura. Saznat ćete i kako se izdvajaju podnizovi, kako se manipulira nizovima i kako se oni ulančavaju te kako se novi nizovi mogu izraditi s pomoću klase StringBuilder. Uz to ćete naučiti kako se klasa RegEx može koristiti za usporeñivanje nizova na temelju složenih regularnih izraza
Nizovi c # nizove tretira kao tipove prve klase koji su fleksibilni, moćni i jednostavni za korištenje. U programiranju u jeziku C # za tip kostura (npr. int ili Int32) obično se koristi C # alias, ali možete slobodno koristiti i temeljni tip. C # programeri stoga strin g (malo početno slovo) i temeljni tip kostura String (veliko početno slovo) koriste naizmjenično.
Deklaracija klase String glasi: public sealed class String : IComparable, ICloneable, IConvertible, IEnumerable
Ova deklaracija otkriva kako se radi o zapečaćenoj klasi, što znači da izvoñenje iz klase String nije moguće. Klasa takoñer implementira četiri sistemska sučelja - Icomparable, ICloneable, IConvertible i IEnumerable - koja odreñuju funkcionalnosti koje klasa String dijeli s ostalim klasama u .NET kosturu. Svaki objekt strin g je nepromjenjivi slijed Unicode znakova. Činjenica da je String nepromjenjiva klasa znači da metode koje naizgled mijenjaju niz zapravo vraćaju promijenjenu kopiju. Izvorni niz ostaje netaknut u memoriji dok se ne sakupi kao otpad. To može utjecati na izvedbu; ako planirate koristiti veliki broj nizova koji se ponavljaju, radije koristite klasu StringBuilder koja je opisana kasnije u ovom poglavlju.
Kao što smo vidjeli u poglavlju 8, sučelje IComparable implementiraju tipovi čije se vrijednosti mogu poredati. Nizovi se, na primjer, mogu poredati po abecedi. Svaki se niz može usporediti s nekim drugim nizom kako bi se odredio njihov redoslijed u poredanom popisu. Klase IComparable implementiraju metodu CompareTo. Sučelje IEnumerable takoñer je opisano u poglavlju 9, a omogućava vam korištenje konstrukta foreach za enumerañju niza string kao kolekcije chars. Objekti ICloneable mogu stvoriti nove instance s istom vrijednosti koju imaju izvorne instance. U ovom je slučaju moguće klonirati niz kako bi se proizveo novi niz koji sadrži iste vrijednosti kao izvorni niz. Klase ICloneable implementiraju metodu Clone().
Redanje niza je jedna od brojnih leksičkih operacija koje djeluju na vrijednost niza i u obzir uzimaju kulturološke informacije koje se temelje na eksplicitno deklariranoj kulturi ili na implicitnoj tekućoj kulturi.. Stoga, ako je trenutna kultura American English (kao što je pretpostavljeno u cijeloj ovoj knjizi), metoda Compare smatra kako je „a manje od ,,A‘. Metoda CompareOrdinal usporeñuje redoslijed i stoga je, bez obzira na kulturu, „a“ veće od ,,A“.
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
221
Bud uć i d a su nizovi nepromjenjivi, m e t o d a Clone() za String vraća s a m o referencu izvornog niza. N o v i String se stvara a k o promijenite klonirani niz: string si = "One Two Three Four”; string sx = (string)sl.Clone(); Console.WriteLine( Object.ReferenceEquals(sl,sx)); sx += " Five"; Console.WriteLine( Object.ReferenceEquals(sl,. sx)); Console.WriteLine(sx); U o v o m slučaju sx je stvoren k a o klon o d si. Prvi iskaz FJriteLine ispisat će riječ true. Dvije varijable niza po ka zu ju na isti niz u memoriji. K a d promijenite sx vi zapravo stvarate novi niz iz izvornog niza, a ka d m e t o d a ReferenceEquals vrati false, posljednji iskaz Writel_ine vraća sadržaj izvornog niza k o j e m je d o d a n a riječ ,,Five“.
Klase I C o n v e r t i b l e pružaju metode koje olakšavaju pretvaranje u druge primitivne tipove poput To Int 3 2 ( ), T o D ou bl e() , T o D e c i m a l ( ) itd.
S tv aran je n izova Nizovi se najčešće stvaraju tako da se niz znakova pod navodnicima, što se naziva literalom niza., dodijeli varijabli tipa string koju je korisnik deklarirao: string newString = "This is a string literat ;
Nizovi pod navodnicima mogu sadržati i kontrolne znakove (engl. escape characters), kao što su \n i \t, koji počinju obrnutom kosom crtom (\). Dva ranije navedena znaka služe za označavanje prijelaza u novi red, odnosno novi tabulator. Bud uć i da je obrnut a kosa crta kontrolni znak, a k o u niz želite umet*»,
nuti ob rn utu k o s u crtu (npr. za nav ođenje putanje), tu ob rn ut u k os u crtu m or at e označiti d r u g o m o b r n u t o m k o s o m c r t o m (\\).
Nizovi se mogu stvoriti i s pomoću doslovnih literala nizova (engl. verbatim string literals), koji počinju simbolom @ . To konstruktoru String govori kako se niz može koristiti doslovno, čak i ako zauzima više redova ili sadržava kontrolne znakove. U doslovnom literalu niza obrnute kose crte i znakovi iza njih smatraju se samo dodatnim znakovima u nizu. Stoga su sljedeće dvije definicije jednake. string literalOne = " NNNNf^ ste m N V^Directo^NNProgrammingCit.cs"; string verbatimliteralOne = [S)"\\MySystem\MyDirectory\ProgrammingC# •cs";
U prvom redu koristi se literal niza koji nije doslovan te se obrnuta kosa crta mora „izdvojiti11. To jest, ispred nje se mora napisati druga obrnuta kosa crta. U drugom se redu koristi doslovan literal niza pa dodatna obrnuta kosa crta nije potrebna. Drugi primjer prikazuje doslovne nizove u više redova:
222
|
Programiranje C#
string literalTwo = "Line OneNnLine Two"; string verbatimLiteralTwo = @"Line One Line Two";
(TJ, I uV
Ako unutar doslovnog niza imate dvostrukenavodnike, morateihizdvokako prevoditelj znao na kojem mjestu se doslovni niz završava
Ove su deklaracije ponovno istoznačne. Možete koristiti onu koja vam se čini prikladnija ili jednostavnija.
Metoda ToStringO Još jedan način stvaranja nizova jest pozivanje metode ToStringO na objekt i dodjeljivanje rezultata varijabli niza. Svi ugrañeni tipovi premoščuju ovu metodu kako bi se pojednostavila pretvorba vrijednosti (često se radi o brojčanoj vrijednosti) u njenu nizovnu reprezentaciju. U sljedećem se primjeru metoda ToStringO tipa cjelobrojne vrijednosti poziva za spremanje svoje vrijednosti u niz: int mylnteger = 5 ; string integerString = mylnteger.ToStringO;
Poziv metode mylnteger. ToStringO vraća objekt String koji se zatim dodjeljuje integerString. Klasa String pruža brojne preopterećene konstruktore koji podržavaju različite tehnike za dodjelu vrijednosti niza tipovima string. Neki od tih konstruktora omogućavaju vam stvaranje niza prosljeñivanjem polja znakova ili pokazivača na znak. Prosljeñivanje polja znakova kao parametra konstruktoru String stvara novu instancu niza kompatibilnu s CLR-om. Za prosljeñivanje pokazivača na znak potreban je marker unsafe koji je objašnjen u poglavlju 22.
Rad s nizovima Klasa string pruža razne metode za usporedbu, pretraživanje i rad s nizovima, a najvažnije su prikazane u tablici 10-1. T a b l i c a 1 0 -1 . M e t o d e i p o l j a z a k l a s u strin g
| Metoda ili polje
Svrha
Empty
Javno statičko polje koje predstavlja prazan niz.
Compare()
Preopterećena javna statička metoda koja usporeñuje dva niza.
CompareOrdinal()
Preopterećena javna statička metoda koja usporeñuje dva niza bez obzira na lokacijske ili kulturološke postavke.
Concat()
Preopterećena javna statička metoda koja novi niz stvara iz jednog ili više nizova.
Copy()
Javna statička metoda koja novi niz stvara kopiranjem drugog niza.
Equals()
Preopterečena javna statička metoda i metoda instance koja utvrñuje imaju li dva niza istu vrijednost.
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
223
Tablica 10-1■ Metode i polja za klasu string (nastavak) Metoda ilipolje
Svrha
Format()
Preopterećena javna statička metoda kojaformatira nizspomoću specifikacijeformata.
Join()
Preopterećena javna statička metoda koja ulančava zadani nizizmeđu svakog elementa polja nizova.
Chars
Indekser niza.
Length
Brojznakova u instanci.
Com pare To O
Niz uspoređuje sdrugim nizom.
CopyTo()
Kopira zadani broj znakova u polje Unicode znakova.
EndsWith()
Označava odgovara lizadani nizzavršetku ovog niza.
Equals()
Određuje imaju lidva niza istuvrijednost.
Insert()
Vraća novi nizsumetnutim zadanim nizom.
Lastlndex0f()
Daje indeks posljednje pojave određenog znaka iliniza unutar niza.
PadLeft()
Znakove u nizu poravnava desno, dok lijevustranu popunjava razmacima ilizadanim znakom.
PadRight()
Znakove u nizu poravnava lijevo,dok desnu stranu popunjava razmacima ilizadanim znakom.
Remove()
Briše zadani brojznakova.
Split()
Vraća podnizove odvojene određenim znakovima u polju niza.
StartsWith()
Označava počinje iinizzadanim znakom.
Subst ri ng O
Dohvaća podniz.
ToCharArray()
Kopira znakove izniza u poljeznakova.
ToLower()
Vraća kopiju niza napisanu malim slovima.
ToUpper()
Vraća kopiju niza napisanu velikim slovima.
Trim()
Uklanja sve pojave skupa zadanih znakova spočetka izavršetka niza.
TrimEnd()
Ponaša se kao Tr im (), alina završetku niza.
TrimStart()
Ponaša se kao Trim(),ali na početku niza.
U primjeru 10-1 prikazana je upotreba nekih od navedenih metoda, uključujući Compare(), Concat() (i preopterećeni operator +), Copy() (i operator =), In sert(), EndsWith() iIn d ex 0 f(). P r im je r 20-2. R a d s n i z o v im a #region Using directives using System; using Syst‘ e m.Collections.Generic; using System.Text; #endregion namespace WorkingWithStrings
{
224
|
Programiranje C#
p r im jer 1 0 -1 . R a d s n iz o v im a ( n a s t a v a k ) public class StringTester { static void Main()
{ // Nizovi skojima ćemo
raditi
string si ="abcd"; string s2 ="ABCD"; string s3 =@"LibertyAssociates, Ine. provides custom .NET development, on-site Training and Consulting"; int result;
// Čuva rezultat uspoređivanja
// Uspoređuje dva niza i pritom razlikuje velika i mala slova result = string.Compare( si, s2 ); Console.WriteLine( “compare si: {0}, S2: {l}, result: {2}\n", si, S2, result ); // Preopterećeno uspoređivanje, uzima Boolean //parametar (true = ignorira razliku između velikih i malih slova) result = string.Compare( si, s2, true ); Console.WriteLine( "compare insensitiveNn" ); Console.WriteLine( "s4: {0}, s2: {l}, result: {2}\n", si, s2, result ); // Metoda za nastavljanje nizova string s6 = string.Concat( si, s2 ); Console.WriteLine( "s6 concatenated trom si and s2: {0}", s6 ); // Koristi preopterećeni operator string s7 = si + s2; Console.WriteLine( "s7 concatenated trom si + s2: {0}", s7 ); // Metoda za kopiranje niza string s8 = string.Copy( s7 ); Console.WriteLine( "s8 copied trom s7: {0}", s8 ); // Koristi preopterećeni operator string s9 = s8; Console.WriteLine( "s9 = s8: {0}", s9 ); // Tri naćina za uspoređivanje. Console.WriteLine( "\nDoes s9 .Equals(s8 )?: {0 }", s9-Equals( s8 ) ); Console.WriteLine( "Does Equals(s9,s8)?: {0 }", string.Equals( s9, s8 ) ); Console.WriteLine(
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
225
Primjer 10-1. R ads nizovima (nastavak) "Does s9 ==s 8 ?: {0}", s9 == s8 ); // Dva korisna svojstva: index i dužina Console.WriteLine( "\nString s9 is {0} characters long. ", s9.Length ); Console.Writeline( "The 5th character is {l}\n", S9-Length, s9[4] );
// Testira da li niz završava sa skupom znakova Console.WriteLine( "s3 :{0 }\nEnds with Training?: (l}\n", SB, s3-EndsWith( "Training" ) ); Console.WriteLine( "Ends with Consulting?: {0}", s3-EndsWith( "Consulting" ) ); // Vraća indeks podniza Console.WriteLine( "\nThe first occurrence of Training " ); Console.WriteLine( "in s3 is {0}\n", S3.1nd ex0f( "Training" ) ); // Umeće rijeć excellent prije training string slO = s3.Insert( 101, "excellent " ); Console.WriteLine( "slO: {0}\n", slO ); // Možete kombinirati dva niza na sljedeći naćin: string sli = s3 .Insert( s3.Index0f( "Training" ), "excellent " ); Console.WriteLine( "sli: {0 }\n", sli );
}
}
}
Primjer 10-1 počinje deklaracijom tri niza: string si = "abcd"; string s2 = "ABCD"; string s3 = |S"Liberty Associates, Ine. provides custom .NET development, on-site Training and Consulting";
Prva dva niza su literali nizova, a treći je doslovni literal niza. Prvo se s i usporeñuje sa s2. Metoda Compare() je javna statička metoda klase string i preopterećena je. Prva preopterećena inačica uzima dva niza i usporeñuje ih: // Uspoređuje dva niza i pritom razlikuje velika i mala slova result = string.Compare(sl, s2); Console.WriteLine("compare si: {0}, s2: {1}, result: {2}\n", si, s2, result);
226
|
P ro g ra m ira n je C#
Ova usporedba razlikuje mala i velika slova te može vratiti različite vrijednosti, ovisno 0 rezultatima usporedbe: • Negativan cijeli broj ako je prvi niz manji od drugog niza • Nulu ako su nizovi jednaki • Pozitivan cijeli broj ako je prvi niz veći od drugog niza U ovom slučaju izlaz pokazuje kako je si „manji od“ s2. U Unicodeu (kao i u ASCII-ju) malo slovo ima manju vrijednost od velikog slova: compare si: abcd, s2: ABCD, result: -1
Druga usporedba koristi preopterećenu inačicu metode Compare() koja uzima treći, Boolean, parametar čija vrijednost odreñuje treba li se u usporedbi zanemariti razlika izmeñu velikih i malih slova. Ako je vrijednost ovog parametra „zanemari razliku" true, usporedba se izvodi bez obzira na razliku izmeñu velikih i malih slova, kao u sljedećem primjeru: result = string.Compare(sl,s2, true); Console.WriteLine("compare insensitive\n"); Console.WriteLine(“s4: {0 }, s2 : {l}, result: {2 }\n", si, s2, result);
‘'
---- 1
Rezultat je ispisan sava iskaza WriteLine() kako bi redovi bili dovoljno ^ kratki za tiskanje u knjizi.
Ovog se puta razlika izmeñu velikih i malih slova zanemaruje i rezultat je nula, što označava kako su dva niza identična (bez obzira na razliku izmeñu velikih i malih slova): compare insensitive s4: abcd, s2: ABCD, result: 0
U primjeru 10-1 zatim se nastavljaju nizovi. Postoji nekoliko načina da se to postigne. Možete koristiti metodu ConcatO koja je statička javna metoda klase string: string s6 = string.Concat(sl,s2);
ili jednostavno možete koristiti preopterećeni operator ulančavanja (+): string s7 = si + s2;
U oba se slučaja u izlazu vidi kako je ulančavanje bilo uspješno: s6 concatenated from si and s2: abcdABCD s7 concatenated from si + s2: abcdABCD
Slično tome se i kopiranje niza može izvesti na dva načina. Prvi je s pomoću statičke metode Copy(): string s8 = string.Copy(s7);
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
227
Time se zapravo stvaraju dva zasebna niza s istim vrijednostima. Budući da se nizovi ne mogu mijenjati, ovaj je način beskoristan. Bolje je koristiti preopterećeni operator dodjeljivanja ili metodu Clone (spomenuta je ranije u poglavlju) koji daju dvije varijable koje pokazuju na isti niz u memoriji: string s9 = s8;
Klasa String pruža tri načina za provjeru jednakosti dva niza. Prvo, možete koristiti preopterećenu metodu Equals() i izravno upitati s9 ima li s8 istu vrijednost: Console.WriteLine("\nDoes s9.Equals(s8)?: {o}", s9.Equals(s8));
Drugi je način prosljeñivanje oba niza do statičke metode Equals() klase String: Console.WriteLine(''Does Equals(s9,s8)?: {0}", string.Equals(s9,s8));
Konačno, možete koristiti i operator jednakosti (==) klase String: Console.WriteLine("Does s9==s8?: {0}", s9 == s8);
Svi će načini vratiti Boolean vrijednost, kao što je prikazano u izlazu: Does 59.Equals(s8)?: True Does Equals(s9,s8)?: True Does s9==s8?: True
Sljedećih par redova u primjeru 10-1 koristi indeksni operator ([]) za traženje zadanog znaka unutar niza, a svojstvo Length koriste za vraćanje ukupne duljine niza: Console.WriteLine('’\nString s9 is {0} characters long.", s9.Length); Console.WriteLine("The 5th character is {l}\n", s9.Length, s9[4]);
Rezultat je sljedeći: String s9 is 8 characters long. The 5 th character is A
Metoda EndsWith() pita niz da li se na završetku niza nalazi podniz. Stoga, s3 možete prvo pitati završava li s Training (što nije slučaj), a zatim završava li s Consulting (što je istinito): I I Testira da li niz završava
sa skupom znakova
Console.WriteLine( "s3:{o}\nEnds with Training?: {l}\n", s3, s3.EndsWith( "Training" ) ); Console.WriteLine( "Ends with Consulting?: {o}", s3.EndsWith( "Consulting" ) );
U izlazu se može vidjeti kako prva provjera nije uspjela, a druga jest: s3:Liberty Associates, Ine. provides custom .NET development, on-site Training and Consulting Ends with Training?: False Ends with Consulting?: True
228
|
Programiranje C#
M etoda IndexOf() u n u ta r niza locira podn iz, a metoda In sert() umeće novi podniz u kopiju izv orn og niza. Sljedeći kod p ro n a la z i prvo p ojavljivanje Training u s 3 : Console.WriteLine("\nThe first occurrence of Training ")• Console.WriteLine ("in s3 is {o}\n", ’ s3.Index0f("Training"));
(J izlazu se vidi kako je pomak 101: The first occurrence of Training in S3 is 10 1
Tu vrijednost zatim možete koristiti za umetanje riječi excellent i razmaka u tai niz Riječ se, zapravo, umeće u kopiju niza koju vraća metoda In serti) i zatim se dodie ljuje nizu slO: aoajestring slO = s3.Insert(ioi,"excellent"); Console.WriteLine("siO: {o}\n“,slo);
Izlaz je sljedeći: slO: Liberty Associates, Ine. provides custom .NET development, on-site excellent Training and Consulting
Naposljetku, te operacije možete i kombinirati: string sli = s3.Insert(s3.IndexOf("Training"),"excellent ")• Console.WriteLine("su: {0}\n",sll);
da biste dobili identičan izlaz: sli: Liberty Associates, Ine. provides custom .NET development, on-site excellent Training and Consulting
Traženje podnizova Tip String pruža preopterećenu metodu Substring() kojom se iznizova izdvajaju podmzovi. Obje inacice uzimaju indeks koji označava početak izdvajanja, a jedna od dvije mac.ce uzima i drugi indeks koji označava gdje završiti operaciju. Metoda Substring ) ilustrirana je u primjeru 1 0 -2 . angu
Primjer 10-2. Korištenje metode SubstringO #region Using direetives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; ftendregion namespace SubString
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
229
Primjer 10-2. K o r iš t e n je m e t o d e S u b st rin g O ( n a s t a v a k ) public class StringTester static void Main() *
// Plavi nekoliko nizova s kojima ćemo raditi string si = "One Two Three Four ; int ix; // Uzima indeks posljednjeg razmaka ix = sl.Last!ndexOf( " " ); // Uzima zadnju riječ string s2 = sl.Substring( ix + 1 )> // Postavlja si na podniz koji počinje na o // i završava na ix (početak sljedeće rijeci // tako da si ima one two three
// Pronalazi zadnji razmak u si ix = sl.Last!ndexOf( " " )! // Postavlja s3 na podniz započinjući na // ix, razmak nakon "two" plus jos jedan // thus s3 = "three" string s3 = sl.Substring( ix + 1 ); // Vraća si na podniz koji započinje na 0 // i završava na ix, tako da je niz "one two" si = sl.Substring( 0, ix ); // Vraća ix na razmak između // "one" i "two" ix = sl.Last!ndexOf( " " )> // Postavlja s4 na podniz kojim započinje jedan // razmak nakon ix, tako da je podniz wo .
-
. .U/- 4- r i n n {
1y
+
1
Ii
// vraća si na podniz koji z a p o č i n j e m o // i završava na ix, tako da je
one
si = sl.Substring( 0, ix ); // Postavlja ix na zadnji razmak, ali njega // nema pa je ix sada -1 ix = sl.Last!ndexOf( " " ); // Postavlja s5 na podniz na one i // zadnji razmak. Nema zadnjeg razmaka // pa s5 postavlja na podniz koji počinje na U nuli , string s5 = s l. Su bs tn ng ( ix + l J,
230
|
Programiranje C#
:t,;mjer 10-2. Korištenje metode SubstringO (nastavak) Console. Writ eLin e( "s2: {0}\ns3: {l}", s2, s3 ); Cons ole. Writ eLin e( "s4: {0}\ns5: {l}\n", s4, s5 ); Cons ole. Writ eLin e( "si: { 0 }\ n“, si );
% i}
}
rimjer 10-2 zapravo ne predstavlja elegantno rješenje problema izdvajanja riječi iz &za, a\i je dobra prva aproksimacija. Primjer počinje stvaranjem niza si: string si = “0ne Two Three Four";
tim se ix pridružuje vrijednost zadnjeg razmaka u nizu: ix=sl.LastIndexOf(" ");
e se ix+l izdvaja na završetak reda, a nizu s2 se dodjeljuje vrijednost Four: deći je korak uklanjanje riječi Four iz niza si. To se može učiniti tako da se nizu si dodijeli podniz koji počinje s 0, a završava s ix. si = si.Substring(o,ix);
^fijednost ix se ponovno dodjeljuje posljednjem (preostalom) razmaku koji pokazuje početak riječi Three koja se zatim izdvaja u niz s3. Takav se postupak nastavlja dok ne popune nizovi s4 i s5. Na kraju se ispisuju rezultati: pš s2: Four s3: Three |
s4: Two s5: One si: One
|o rješenje nije elegantno, ali funkcionira i ilustrira upotrebu Substring. Ona nalikuje 'otrebi aritmetike pokazivača u C++, ali nema pokazivača niti nesigurnog koda.
Seljenje nizova inkovitije rješenje problema prikazanog u primjeru 10-2 jest korištenje metode i t ( ) klase String koja služi za razlaganje nizova na podnizove. Za korištenje |ode S p lit() treba proslijediti polje graničnika (znakovi koji označavaju mjesto :le riječi), a metoda vraća polje podnizova. Upotreba ove metode prikazana je u lmjeru 10-3 p t je r 1 0 -3 . K o r i š t e n j e m e t o d e S p lit() |gion Using directives )hg System; ng System.Collections.Generic; (g. System.Text; Tegion
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
231
Primjer 10-3. Korištenje metode Split() (nastavak) namespaceStringSplit
sj
{
1
public class StringTester static voidMain()
*
{
) // Pravi nizove 5 kojima ćemo raditi string si = "One,Two,Three Liberty Associates, Ine.1; // Konstante za znakove razmak i zarez const ehar Space = ' '; const ehar Comma = ',' > // Polje graničnika za dijeljenje rečenice char[] delimiters = new char[]
{ Space, Comma
1; string output = int etr = l; // Dijeli niz i zatim prolazi kroz rezultirajuće // Polje nizova foreach ( string subString in sl.Split( delimiters ) )
} Primjer počinje stvaranjem niza za analizu; string si = "One,Two,Three Liberty Associates, Ine.” ;
Graničnici se postavljaju na znakove razmaka i zareza. Zatim se za ovaj niz poziva metoda S p lit( ), a rezultati se prosljeñuju do petlje foreach: foreach (string subString in sl.Split(delimiters)) M e t o d a Split koristi ključnu riječ params pa se k o d m o ž e skratiti na: foreach (string subString in sl . SplitC
',
U potpunosti je izostavljena deklaracija polja.
Počnite s inicijalizacijom izlaza na prazan niz, a zatim izlazni niz sagradite u četin koraka. Ulančajte vrijednost c tr. Zatim dodajte dvotočku, zatim podniz koji je vratilo
232
|
Programiranje C#
i
dijeljenje, a zatim novi red. Prilikom svakog se ulančavanja stvara nova kopija niza, , i sva se četiri koraka ponavljaju za svaki podniz koji metoda StringO pronañe. Ovo ; ponavljanje kopiranja niza je vrlo neučinkovito. problem je u tome što tip niza nije predviñen za ovakvu operaciju. Vi zapravo želite
$ stvoriti novi niz dodavanjem formatiranog niza kroz petlju. Potrebna vam je klasa % StringBuilder.
' Rad s dinamičkim nizovima 'i--:
Klasa System.Text.StringBuilder koristi se za stvaranje i modifikaciju nizova. Najva„r žmji članovi klase StringBuilder navedeni su u tablici 10-2. Tablica 10-2. Metode klase StringBuilder
|p|pda
Objašnjenje
Chars
(ndekser.
Length
Uzima ili postavlja duljinu S t r in g B u ild e r .
A ppendj) AppendFormat ( )
5, -
Preopterećena javna m etoda koja niz znakova dodaje na završetak trenutnog S t r in g B u ild e r . Preopterećena javna m etod a koja specifikatore form ata zam jenjuj form atiranom vrijednosti objekta.
In s e r t ( )
Preopterećena javna metoda koja na zadani položaj umeće niz znakova.
Remove()
Uklanja zadane znakove.
R e p la c e O
Preopterećena javna m etoda koja sve instance zadanih znakova zam jenjuje novim znakovima.
■Za razliku od String, StringBuilder se može promijeniti. Prilikom modifikacije StringBuilder zapravo modificirate stvarni niz, a ne njegovu kopiju. U primjeru 10-4 objekt ‘ String iz primjera 10-3 zamijenjen je objektom StringBuilder. Primjer 10-4. Korištenje klase StringBuilder •tfregion Using directives ’Using System; -Jising System.Collections.Generic; tusing System,Text; »dfendregion •flamespace UsingStringBuilder public class StringTester static void Main()
{ U Pravi nizove s kojima će se raditi string si = "One,Two,Three Liberty Associates, Ine.
Poglavlje 10: Nizovi i regularni Izrazi
|
233
Primjer
1 0 -4 .
Korištenje klase StringBuilder (nastavak)
// Ko ns tante za razmak i zarez const char Space = ' '; const char Cotnma = ','; // Polje grani čnika s ko jima će se rečenica po dij eliti char[] de limi ters = new char[]
{
Space, Comma
}; // Upotreba klase St ri ng Bu il de r za izgradn ju // iz lazn og niza
.
StringBuilder output = new StringBuilder(); int ctr = 1; // Dije li niz i za ti m pr olazi kroz // rezult iraj uCe po lje nizo va . , ■foreach ( string sub String in sl.S plit( delim iters ) ) // Append F ormat dodaj e f ormat ir an i niz outpu t.Appe ndForm at( "{0}: {a}\n", ctr++, sub Strin g
);
Cons ole. Write Line( out put );
} M o d ific ira n je sa m o p o slje d n ji dio p ro g ra m a . Z a m o d ifik a ciju n iza se u ^ eSt° ° p m : tora u la n ča v a n ja k o t L i m eto d a A p p e .d F o ™ « ) k la se S t r in g B .z ld m k a k o b , se (o rm a tira n i nizovi d od av ali čim se stv o re. O v a j je p o stu p a k m n o go o c m k o v m ,!. Izlaz ie isti k a o o n a j iz p rim jera 1 0 -3 : 1: One 2: Two 3: Thr ee 4: Libe rty 5: As soc iates
6: 7 : Ine.
Ograničenja graničnika Budući da ste proslijedili graničnike i za razm ake i za zareze, razm ak izm eñu „Assocu ateS“ i Ine “ se vraća kao riječ i num eriran je brojem 6 , kao sto je p rikazano. To n ] ono što želite. K ako biste elim inirali ovu pojavu trebate m etodi S p lit reci da zarez (kao onaj izmeñu One, Two i Three), razm ak (kao onaj izm eñu Liberty i Associates) zarez iza kojeg slijedi razm ak tretira na isti način. O va posljednja tnačtca je najproblem atičnija i za nju trebate koristiti regularni izraz.
234
|
Programiranje C#
$ Takav je niz često cijeli tekstualni dokument.
f Regularni izrazi se primjenjuju na nizove da bi se provjerilo odgovara li niz regularnom izrazu, da bi se vratio podniz ili novi niz koji predstavlja modifikaciju jednog 3- dijela izvornog niza (Ne zaboravite da su nizovi nepromjenjivi i stoga ih ni regularni * izrazi ne mogu promijeniti). *
Primjenom ispravno sastavljenog regularnog izraza na sljedeći niz: One,Two,Three Liberty Associates, Ine.
? vraća se bilo koji ili svi pripadajući podnizovi (npr. Liberty ili One) ili modificirane inačiče pripadajućih podnizova (npr. LIBerTV ili OnE). Učinak regularnog izraza odreñen je sintaksom samog regularnog izraza. Regularni se izraz sastoji od dva tipa znakova: literata i metaznakova. Literal je znak * koji želite pronaći u ciljnom nizu. Metaznak je poseban simbol koji služi kao naredba za analizator (engl. parser) regularnih izraza. Analizator je stroj odgovoran za razumijevanje regularnog izraza. Ako, na primjer, napišete regularni izraz: ,'(From|To| Subject |Date):
.
■ njemu će odgovarati svi podnizovi koji sadrže riječi ,,Froin“, ,,To“, „Subject" ili „Date" i ako počinju novim redom (A) i završavaju dvotočkom (:). Znak Au ovom slučaju analizatoru regularnih izraza govori kako traženi niz mora počinjati novim redom. Riječi „Froin" i ,,To“ su literali, a metaznakovi - lijeve i desne zagrade (()) te okomite crte (|) - se koriste za grupiranje literala u skupove i označavanje kako se treba poklopiti bilo koja od opcija (A je takoñer metaznak koji se koristi za označavanje početka reda).
r Stoga bi se sljedeći red: v 5
A(From|To|Subject|Date):
mogao pročitati kao: „Pronañi sve nizove koji počinju novim redom iza kojeg slijedi bilo koji od četiri literala, From, To, Subject ili Date iza kojih slijedi dvotočka. Potpuno objašnjenje regularnih izraza suviše je složeno za ovu knjigu, » no sv* regularr|i izrazi koji se koriste u primjerima su objašnjeni. Ako «TV želite u potpunosti razumjeti regularne izraze, preporučam vam knjigu Mastering Regular Expressions u izdanju 0 ’Reilly Media, Ine.
41
Upotreba regularnih izraza: Regex •NET kostur pruža objektno orijentiran pristup usklañivanju i zamjeni regularnih izraza.
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
235
49 \
Regularni izrazi se u C # temelje n a r e g e x p iz jezika Perl 5, uključujući
Svi objekti .N ET kostura koji su povezani s regularnim izrazima potiču iz imenskog prostora System.Text.ReuglarExpression. Središnja klasa za podršku regu armm izrazima je Regex koja predstavlja nepromjenjiv i preveden regularni izraz Iako se mogu stvoriti instance klase Regex, klasa pruža i niz korisnih statičkih metoda. Korištenje klase Regex prikazano je u primjeru 10-5. P r im je r 1 0 - 5 . K o r i š t e n j e k l a s e Regex z a r e g u l a r n e iz r a z e ttregion Using direetives using System; using System.Collections.Ceneric; using System.Text; using System.Text.RegularExpressions; flendregion namespace UsingRegEx
{
public class Tester static void Main()
{
string si = „ "One,Two,Three Liberty Associates, Ine. ; Regex theRegex = new Regex( I. Ii )> StringBuilder sBuilder = new StringBuilder(); int id = 1; foreach ( string subString in theRegex.Split( si ) ) sBuilder.AppendFormat( "{0}: {l}\n", id++, subString ); Console.WriteLine( "{0}", sBuilder );
}
} } Primjer 10-5 počinje stvaranjem niza s i koji je identičan nizu iz primjera 10-4: string si = "One,Two,Three Liberty Associates, Inc.“;
Stvara se i regularni izraz koji će se koristiti za pretraživanje tog niza: Regex theRegex = new Regex(" t,l, ");
Tedan od preopterećenih konstruktora klase Regex uzima niz regularnog izraza kat) p t m . J T o * pomalo d m n ju jo « . š ,o ,«, izraz? Je li to tekst proslijeñen konstruktoru ili sam Regex objekt. Istin J
236
|
Programiranje C#
tekstualni niz proslijeñen konstruktoru regularan izraz u tradicionalnom smislu. Sa ilišta objektno orijentiranog jezika argument proslijeñen konstruktoru je samo niz »%akova; theRegex je stvarni objekt regularnog izraza. - .^„.itak programa sličan je ranijem primjeru 10-4, osim što se za niz s i umjesto ^ ^ e to d e S p lit() poziva metoda S p lit() klase Regex. Metoda R egex.Split() djeluje na Štfišti način kao i metoda S trin g .S p lit() - vraća polje nizova kao rezultat usklañivanja Iregularnog izraza unutar objekta theRegex. -
^llñetoda Regex. S p lit() je preopterećena. Najjednostavnija inačica se poziva za instancu ' lllase Regex, kao stoje prikazano u primjeru 10-5. Postoji i statička inačica ove metode “Ikoja uzima niz za pretraživanje i uzorak s pomoću kojeg se pretražuje, kao što je prik a z a n o u primjeru 10-6. ||>Wmjer 10-6. Korištenje statičke metode Regex.Split() llregion Using direct ives
'$ using System; Slišing System.Collections.Generic; Šlising System.Text;
•«%sing Systan•Text.RegularExpressions;
s
ičjtendregion
:?faamespace RegExSplit sŠ
public class Tester
i
{
• x
static void Hain() string si =
jf| Jj:
"One,Two,Three Liberty Associates, Ine."; StringBuilder sBuilder = new StringBuilder(); ■int id = l; toreach ( string subStr in Regex.Split( si, " |, |," ) )
^Primjer 10-6 gotovo je identičan primjeru 10-5, jedino što se u drugom primjeru ne Hjpstancira objekt tipa Regex. U primjeru 10-6 se umjesto toga koristi statička inačica •fmetode Sp lit () koja prima dva argumenta; niz koji se traži i niz regularnog izraza koji Sjredstavlja uzorak koji treba pronaći. §fetoda instance S p lit () je takoñer preopterećena s inačicama koje ograničavaju broj vljivanja podjela a odreñuju i položaj unutar ciljnog niza na kojem će pretraživanje .ipočeti.
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
237
Korištenje kolekcija za traženje klase Regex Još dvije klase iz .N ET imenskog prostora RegularExpressions omogućavaju pono. : vljeno traženje niza i vraćanje rezultata u kolekciji. Kolekcija koja se vraća je tipa MatchCollection koja se sastoji od nula ili više Match objekata. Dva bitna svojstvaMatch objekta su njegova duljina i vrijednost, a svako od tih svojstava može se pročitati na način prikazan u primjeru 10-7. Primjer 10-7. Korištenje tipa MatchCollection i Match objekata (tregion Using directives using System; using Sy stem .Col lec tions. Generic; usin g System.Text; using Sys tem.Te xt. Regul arExpre ssion s;
#endregion names pace Us in g M atch Col lection
{ class Test public static void Main() string stringl = 1This is a test string , // Traži bilo koji znak iza kojeg slijedi bijeli prostor Regex theReg = new Regex( @"(\S+)\s" ); // Uzima kolekciju pronađenih poklapanja MatchCollection theMatches = theReg.Matches( stringl ); // Prolazi kroz kolekciju foreach ( Match theMatch in theMatches )
} U primjeru 10-7 stvoren je jednostavan niz koji treba pronaći: string stringl = "This is a test string ;
i jednako jednostavan regularni izraz s pomoću kojeg se pretražuje:
2B8
|
Programiranje C#
Regex theReg = new Regex(@"(\S+)\s");
1? (i^iz \S pronalazi znak koji nije bjelina, a znak plus označava jedan ili više. Niz\s (napisan malim slovom) označava bjelinu. Stoga se ovim nizom traže bilo kakvi znakovi ^oji nisu bjeline, a iza kojih slijedi bjelina. Upamtite kako simbol (@) ispred niza stvara doslovni niz čime se izbjegava upotreba obrnute kose crte (\).
' '? ft i i
U izlazu se može vidjeti kako su pronañene prve četiri riječi. Posljednja riječ nije pronañena jer iza nje ne slijedi bjelina. Ako umetnete razmak izmeñu riječi string i ispred završnih navodnika, program će pronaći i tu riječ. Svojstvo length je duljina pronañenog podniza i to je svojstvo objašnjeno kasnije u
'>£ ovom poglavlju.
Korištenje R egex g ru p a ' Podnizove koji su pronañeni često je korisno grupirati radi analize odgovarajućeg niza. Na primjer, možda ćete htjeti pronaći i grupirati sve IP adrese pronañene bilo
IP adrese se koriste za obilježavanje računala u mreži i obično imaju oblik x .x .x.x., pri čemu x može biti bilo koja znamenka od 0 do 255 (npr. 192.168.0.1.).
, Klasa Group omogućava stvaranje grupa rezultata na temelju sintakse regularnog izraza ' i predstavlja rezultate iz jednog izraza za grupiranje. Izraz za grupiranje označava grupu i pruža regularni izraz: u grupu će se dodati bilo £ koji poñniz koji odgovara regularnom izrazu. Na primjer, za stvaranje grupe ip možete napisati: -3?
@"(?(\d|\.)+)\s"
ip Klasa Match izvodi iz Group i sadrži kolekciju Groups u kojoj se nalaze sve grupe prona-
. ñene s pomoću Match. Stvaranje i upotreba kolekcije Groups i klasa Group prikazana je u primjeru 10-8. . Primjer 10-8. Korištenje klase Group itregion Using directives using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Text.RegularExpressions; ■v/h
4V
Poglavlje 10: Nizovi i regularni izrazi
|
239
Primjer 10-8. Korištenje klase Group (nastavak) flendregion namespace RegExGroup
{ class Test
public static void Main() ^
st ri ng st ri ngl = "04 : 03 :27
127.0.0.0
Li bert yAssoci ates. com ";
l l Grupa time = jedna ili više znamenki ili dvotočki iza kojih slijedi bjelina Regex theReg = new Regex( @"(?
