Лабораторная работа № 01
Классы, свойства, индексаторы. Одномерные, прямоугольные и
Ступенчатые массивы
Время выполнения работы – 6 часов
Цель работы
Ознакомление с основой объектного подхода в языке C#, создание классов и объектов. Работа с массивами.
Техническое обеспечение
2.1 Персональная ЭВМ IBM Pentium IV и более поздних моделей c оперативной памятью не менее 512 Мбайт.
2.2 Клавиатура.
2.3 Дисплей.
2.4 Манипулятор типа “мышь”.
Программное обеспечение
3.1 Операционная система Windows XP SP 3 более поздние версии Windows.
3.2 Система программирования Microsoft Visual Studio 2008 и более поздние версии.
Требования к программе, общие для всех вариантов
Определить класс Person, который имеет
- закрытое поле типа string, в котором хранится имя;
- закрытое поле типа string, в котором хранится фамилия;
- закрытое поле типа System.DateTime для даты рождения.
В классе Person определить конструкторы:
- конструктор c тремя параметрами типа string, string, DateTime для инициализации всех полей класса;
- конструктор без параметров, инициализирующий все поля класса некоторыми значениями по умолчанию.
В классе Person определить свойства c методами get и set:
- свойство типа string для доступа к полю с именем;
- свойство типа string для доступа к полю с фамилией;
- свойство типа DateTime для доступа к полю с датой рождения;
- свойство типа int c методами get и set для получения информации (get) и изменения (set) года рождения в закрытом поле типа DateTime, в котором хранится дата рождения.
В классе Person определить
- перегруженную(override) версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех полей класса;
- виртуальный метод string ToShortString(), который возвращает строку, содержащую только имя и фамилию.
Cравнить время, необходимое для выполнения операций с элементами одномерного, двумерного прямоугольного и двумерного ступенчатого массивов с одинаковым числом элементов. Для этого в методе Main() создать
- одномерный массив;
- двумерный прямоугольный массив;
- двумерный ступенчатый массив.
Тип элементов массивов зависит от варианта лабораторной работы. Массивы должны иметь одинаковое число элементов. Если число строк в двумерном прямоугольном массиве равно nrow, а число столбцов ncolumn, то одномерный массив должен содержать nrow*ncolumn элементов, в двумерном ступенчатом массиве общее число элементов также должно быть равно nrow*ncolumn.
Значения nrow и ncolumn вводятся в процессе работы приложения в виде одной строки с разделителями. В приглашении, которое получает пользователь, должна быть информация о том, какие символы можно использовать как разделители, число разделителей должно быть больше 1. С помощью метода Split класса System.String приложение разбирает введенную пользователем текстовую строку с информацией о числе строк и числе столбцов двумерного массива и присваивает значения переменным, которые содержат значения nrow и ncolumn. В первой лабораторной работе не требуется обрабатывать ошибки ввода, предполагается, что пользователь правильно ввел данные.
Приложение распределяет память для всех массивов и инициализирует элементы массивов. Для инициализации элементов можно использовать конструктор без параметров.
Для всех элементов массивов выполняется одна и та же операция, например, присваивается значение одному из свойств, определенных для элементов массива. В лабораторной работе требуется сравнить время выполнения этой операции для одномерного, двумерного прямоугольного и двумерного ступенчатого массивов с одинаковым числом элементов.
Для измерения времени выполнения операций можно использовать свойство Environment.TickCount. Статическое свойство TickCount класса Environment имеет тип int, использует информацию системного таймера и содержит время в миллисекундах, которое прошло с момента перезагрузки компьютера.
Чтобы получить время выполнения некоторого блока кода, необходимо вызвать Environment.TickCount непосредственно перед блоком и сразу же после последнего оператора блока и взять разность значений.
В блоке кода, для которого измеряется время, не должно быть операций распределения памяти для массивов, инициализации элементов массивов и операций вывода данных на консоль. Блоки кода должны содержать только операции с элементами массива.
Вычисленные значения времени выполнения операций для трех типов массивов, а также число строк nrow и столбцов ncolumn выводятся на консоль. Вывод должен быть подписан, т.е. вывод должен содержать информацию о том, какому типу массива отвечает выведенное значение.
При работе в среде VisualStudio необходимо уметь
- средствами Solution Explorer добавить в проект новый класс;
- с помощью диаграммы классов(Class Diagram) добавить в класс методы, поля и свойства;
- с помощью диаграммы классов добавить в класс перегруженную (override) версию виртуального метода.
Варианты заданий
Вариант 1. Требования к программе
Определить тип Education - перечисление (enum) со значениями Specialist, Bachelor, SecondEducation.
Определить класс Exam, который имеет три открытых автореализуемых свойства, доступных для чтения и записи:
- свойство типа string, в котором хранится название предмета;
- свойство типа int, в котором хранится оценка;
- свойство типа System.DateTime для даты экзамена.
В классе Exam определить:
- конструктор с параметрами типа string, int и DateTime для инициализации всех свойств класса;
- конструктор без параметров, инициализирующий все свойства класса некоторыми значениями по умолчанию;
- перегруженную(override) версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех свойств класса.
Определить класс Student, который имеет
- закрытое поле типа Person, в котором хранятся данные студента;
- закрытое поле типа Education для информации о форме обучения;
- закрытое поле типа int для номера группы;
- закрытое поле типа Exam [] для информации об экзаменах, которые сдал студент.
В классе Student определить конструкторы:
- конструктор c параметрами типа Person, Education, int для инициализации соответствующих полей класса;
- конструктор без параметров, инициализирующий поля класса значениями по умолчанию.
В классе Student определить свойства c методами get и set:
- свойство типа Person для доступа к полю с данными студента;
- свойство типа Education для доступа к полю с формой обучения;
- свойство типа int для доступа к полю с номером группы;
- свойство типа Exam [] для доступа к полю со списком экзаменов.
В классе Student определить
- свойство типа double (только с методом get), в котором вычисляется средний балл как среднее значение оценок в списке сданных экзаменов;
- индексатор булевского типа (только с методом get) с одним параметром типа Education; значение индексатора равно true, если значение поля с формой обучения студента совпадает со значением индекса, и false в противном случае;
- метод void AddExams (params Exam []) для добавления элементов в список экзаменов;
- перегруженную версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех полей класса, включая список экзаменов;
- виртуальный метод string ToShortString(), который формирует строку со значениями всех полей класса без списка экзаменов, но со значением среднего балла.
В методе Main()
1) Создать один объект типа Student, преобразовать данные в текстовый вид с помощью метода ToShortString() и вывести данные.
2) Вывести значения индексатора для значений индекса Education.Specialist, Education.Bachelor и Education.SecondEducation.
3) Присвоить значения всем определенным в типе Student свойствам, преобразовать данные в текстовый вид с помощью метода ToString() и вывести данные.
4) C помощью метода AddExams(params Exam[]) добавить элементы в список экзаменов и вывести данные объекта Student, используя метод ToString().
5) Сравнить время выполнения операций с элементами одномерного, двумерного прямоугольного и двумерного ступенчатого массивов с одинаковым числом элементов типа Exam.
Вариант 2. Требования к программе
Определить тип Frequency - перечисление (enum) со значениями Weekly, Monthly, Yearly.
Определить класс Article, который имеет три открытых автореализуемых свойства, доступных для чтения и записи:
- свойство типа Person, в котором хранятся данные автора статьи;
- свойство типа string для названия статьи;
- свойство типа double для рейтинга статьи.
В классе Article определить:
- конструктор c параметрами типа Person, string, double для инициализации всех свойств класса;
- конструктор без параметров, инициализирующий все свойства класса некоторыми значениями по умолчанию;
- перегруженную(override) версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех свойств класса.
Определить класс Magazine, который имеет
- закрытое поле типа string c названием журнала;
- закрытое поле типа Frequency с информацией о периодичности выхода журнала;
- закрытое поле типа DateTime c датой выхода журнала;
- закрытое поле типа int с тиражом журнала;
- закрытое поле типа Article[] со списком статей в журнале.
В классе Magazine определить конструкторы:
- конструктор с параметрами типа string, Frequency, DateTime, int для инициализации соответствующих полей класса;
- конструктор без параметров, инициализирующий поля класса значениями по умолчанию.
В классе Magazine определить свойства c методами get и set:
- свойство типа string для доступа к полю с названием журнала;
- свойство типа Frequency для доступа к полю с информацией о периодичности выхода журнала;
- свойство типа DateTime для доступа к полю c датой выхода журнала;
- свойство типа int для доступа к полю с тиражом журнала;
- свойство типа Article[] для доступа к полю со списком статей.
В классе Magazine определить
- свойство типа double (только с методом get), в котором вычисляется среднее значение рейтинга в списке статей;
- индексатор булевского типа (только с методом get) с одним параметром типа Frequency; значение индексатора равно true, если значение поля типа Frequency совпадает со значением индекса, и false в противном случае;
- метод void AddArticles (params Article[]) для добавления элементов в список статей в журнале;
- перегруженную версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех полей класса, включая список статей;
- виртуальный метод string ToShortString(), который формирует строку со значениями всех полей класса без списка статей, но со значением среднего рейтинга статей.
В методе Main()
1) Создать один объект типа Magazine, преобразовать данные в текстовый вид с помощью метода ToShortString() и вывести данные.
2) Вывести значения индексатора для значений индекса Frequency.Weekly, Frequency.Monthly и Frequency.Yearly.
3) Присвоить значения всем определенным в типе Magazine свойствам, преобразовать данные в текстовый вид с помощью метода ToString() и вывести данные.
4) C помощью метода AddArticles(params Article[]) добавить элементы в список статей и вывести данные объекта Magazine, используя метод ToString().
5) Сравнить время выполнения операций с элементами одномерного, двумерного прямоугольного и двумерного ступенчатого массивов с одинаковым числом элементов типа Article.
Вариант 3. Требования к программе
Определить тип TimeFrame - перечисление(enum) со значениями Year, TwoYears, Long.
Определить класс Paper, который имеет три открытых автореализуемых свойства, доступных для чтения и записи:
- свойство типа string, в котором хранится название публикации;
- свойство типа Person для автора публикации;
- свойство типа DateTime c датой публикации.
В классе Paper определить
- конструктор c параметрами типа string, Person, DateTime для инициализации всех свойств класса;
- конструктор без параметров, инициализирующий все свойства класса некоторыми значениями по умолчанию;
- перегруженную(override) версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех полей класса.
Определить класс ResearchTeam, который имеет
- закрытое поле типа string c названием темы исследований;
- закрытое поле типа string с названием организации;
- закрытое поле типа int - регистрационный номер;
- закрытое поле типа TimeFrame для информации о продолжительности исследований;
- закрытое поле типа Paper[], в котором хранится список публикаций.
В классе ResearchTeam определить конструкторы:
- конструктор c параметрами типа string, string, int, TimeFrame для инициализации соответствующих полей класса;
- конструктор без параметров, инициализирующий поля класса значениями по умолчанию.
В классе ResearchTeam определить свойства c методами get и set:
- свойство типа string для доступа к полю с названием темы исследований;
- свойство типа string для доступа к полю с названием организации;
- свойство типа int для доступа к полю с номером регистрации;
- свойство типа TimeFrame для доступа к полю с продолжительностью исследований;
- свойство типа Paper[] для доступа к полю со списком публикаций по теме исследований.
В классе ResearchTeam определить
- свойство типа Paper (только с методом get), которое возвращает ссылку на публикацию с самой поздней датой выхода; если список публикаций пустой, свойство возвращает значение null;
- индексатор булевского типа (только с методом get) с одним параметром типа TimeFrame; значение индексатора равно true, если значение поля с информацией о продолжительности исследований совпадает со значением индекса, и false в противном случае;
- метод void AddPapers (params Paper[]) для добавления элементов в список публикаций;
- перегруженную версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех полей класса, включая список публикаций;
- виртуальный метод string ToShortString(), который формирует строку со значениями всех полей класса без списка публикаций.
В методе Main()
1) Создать один объект типа ResearchTeam, преобразовать данные в текстовый вид с помощью метода ToShortString() и вывести данные.
2) Вывести значения индексатора для значений индекса TimeFrame.Year, TimeFrame.TwoYears, TimeFrame.Long.
3) Присвоить значения всем определенным в типе ResearchTeam свойствам, преобразовать данные в текстовый вид с помощью метода ToString() и вывести данные.
4) С помощью метода AddPapers (params Paper []) добавить элементы в список публикаций и вывести данные объекта ResearchTeam.
5) Вывести значение свойства, которое возвращает ссылку на публикацию с самой поздней датой выхода;
6) Сравнить время выполнения операций с элементами одномерного, двумерного прямоугольного и двумерного ступенчатого массивов с одинаковым числом элементов типа Paper.
Рекомендуемая литература
1. Нейгел, Кристиан. C# 4.0 и платформа.NET для профессионалов: пер. с англ. / Кристиан Нейгел, Билл Ивьен, Джей Глинн, Карли Уотсон. – М.: И. Д. Вильямс, 2011. – 1440 с.
2. Троелсен, Эндрю. Язык программирования C# 2010 и платформа.NET 4.0: пер. с англ. / Э. Троелсен. – М.: И. Д. Вильямс, 2011. – 1392 с.
3. Шилдт, Герберт. C# 4.0: полное руководство: пер. с англ. / Г. Шилдт. – М.: И. Д. Вильямс, 2011. – 1056 с.
