Учебное пособие (1077022), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Он содержитконструктор, в который в качестве параметров передаются размерыматрицы по горизонтали и вертикали и объект класса, реализующегоинтерфейс IMatrixCheckEmpty<T>. Конструктор сохраняет параметры всоответствующих полях класса.Наиболее важной частью реализации является индексатор «public Tthis[int x, int y]». В качестве параметров индексатору передаютсякоординаты x и y – столбец и строка текущей ячейки матрицы.Set-аксессор индексатора выполняет запись элемента в матрицу.Вначале выполняется проверка границ матрицы с помощью методаCheckBounds. Данный метод проверяет, что координаты текущей ячейки xи y находятся в диапазоне от 0 до границы по x или y соответственно.
ВслучаевыходазаграницыгенерируетсяисключениеArgumentOutOfRangeException с соответствующим сообщением.Если координаты текущей ячейки находятся в пределах требуемыхграниц, то вычисляется ключ для записи в словарь с помощью функцииDictKey.Даннаяфункцияосуществляетстроковуюконкатенациюкоординат x и y ячейки. Функция DictKey является устойчивой – всегдавозвращает одинаковый результат для одного и того же наборапараметров. Поэтому данная функция может быть использована как длязаписи, так и для чтения данных.Послевычисленияключапроводитсязаписьзначения,присваиваемого в Set-аксессоре (value), в словарь _matrix.
В даннойреализации не проверяется, существует ли уже в словаре ячейка с таким148ключом, как и в случае обычного массива, элементы перезаписываются.Однако, если необходимо, то можно добавить дополнительную проверкуна наличие элемента в словаре и запретить перезапись элементов,поскольку при попытке перезаписи может генерироваться исключение.Get-аксессор индексатора осуществляет чтение элемента из матрицы.Как и в случае записи, при чтении сначала проверяются границыматрицы с помощью метода CheckBounds, и если координаты текущейячейки находятся в пределах требуемых границ, то вычисляется ключ длячтения из словаря посредством функции DictKey.Далее проверяется существование ключа в словаре с помощью метода_matrix.ContainsKey. Если элемент с вычисленным ключом существует, тоGet-аксессор возвращает значение элемента.
Если элемент не существует,то возвращается пустое значение с использованием поля сheckEmpty.В классе разреженной матрицы также переопределен метод ToString,выводящий значение матрицы в строковом представлении. Алгоритмработы данного метода является обычным, в нем с использованием двухвложенных циклов выполняется перебор и вывод в строку ячеек матрицы.Для работы со строками в данном методе используется классStringBuilder. Зачем необходим этот класс, ведь можно создавать объектыкласса String путем их конкатенации с помощью оператора «+»? Но классString содержит неизменяемые строки, а применение оператора «+»проводит к порождению новых объектов, что плохо сказывается напроизводительности приложения.Когда класс String и оператор «+» используются в небольшихфрагментах кода, то это не вызывает проблемы.
Но если этот способактивно применять в приложении, например для формирования большихтекстовых отчетов, то будет создаваться большое количество ненужныхстроковых объектов, которые практически сразу должен будет удалитьсборщик мусора.149Разработчики платформы .NET предупреждают, что это можетсущественно снизить производительность приложения, поэтому в такомслучае необходимо использовать класс StringBuilder, который позволяетформироватьсложныестрокибезвозникновенияпроблемспроизводительностью.
У класса StringBuilder существует метод Append,который позволяет дописать в конец внутренней строки StringBuilderпрактические любые данные. Также для класса StringBuilder перегруженметод ToString, который возвращает внутреннюю строку StringBuilder ввиде объекта класса String.Рассмотрим пример использования класса «Разреженная матрица».Вначаленеобходимосоздатькласс,реализующийинтерфейсIMatrixCheckEmpty:using System;namespace FigureCollections{class FigureMatrixCheckEmpty : IMatrixCheckEmpty<Figure>{/// <summary>/// В качестве пустого элемента возвращается null/// </summary>public Figure getEmptyElement(){return null;}/// <summary>/// Проверка что переданный параметр равен null/// </summary>public bool checkEmptyElement(Figure element){bool Result = false;if (element == null){Result = true;}return Result;}}}150Пример создания и вывода в консоль объекта класса «Разреженнаяматрица»:Console.WriteLine("\nМатрица");Matrix<Figure> matrix = new Matrix<Figure>(3, 3,new FigureMatrixCheckEmpty());matrix[0, 0] = rect;matrix[1, 1] = square;matrix[2, 2] = circle;Console.WriteLine(matrix.ToString());Результаты вывода в консоль:Матрица[Прямоугольник площадью 20-[ -- ]Квадрат площадью 25[ --- ]Круг площадью 78,5398163397448]Таким образом, память в разреженной матрице выделяется только дляреально существующих элементов.
Пустые элементы не хранятся впамяти, вместо них возвращается заданное по умолчанию пустое значение.6.3 Созданиенестандартнойколлекциибезиспользования стандартных коллекцийВ данном разделе разбирается пример создания коллекции в томслучае, когда использовать стандартные коллекции нецелесообразно.Например, это реализация нестандартных деревьев, что достаточно трудносделать на основе стандартных коллекций.Однако сама по себе реализация дерева – сложная задача.
Поэтомуздесь в качестве учебного примера создается простой однонаправленныйсписокивкачествеегонаследникареализуетсяклассстека.Рассматриваемые классы создаются полностью с нуля без использованиястандартных коллекций.Рассматриваемые здесь классы, как и классы предыдущего раздела,являются фрагментами примера 11.1516.3.1 Классы простого спискаКласс SimpleListItem – контейнер элемента списка:using System;namespace FigureCollections{/// <summary>/// Элемент списка/// </summary>public class SimpleListItem<T>{/// <summary>/// Данные/// </summary>public T data { get; set; }/// <summary>/// Следующий элемент/// </summary>public SimpleListItem<T> next { get; set; }///конструкторpublic SimpleListItem(T param){this.data = param;}}}Тип-обобщение T – тип данных списка.
Класс SimpleListItemсодержит свойство data обобщенного типа, предназначенное для храненияданных.В классе SimpleListItem также содержится свойство next типаSimpleListItem, являющееся аналогом указателя на следующий элемент.Данное объявление может показаться несколько странным по сравнению сязыкомС++,гдеприсозданиисобственныхструктурданныхиспользуются указатели. Здесь свойство next кажется скорее вложенным впредыдущий элемент, так что получается своеобразная матрешка извложенных элементов списка. Однако синтаксис в этом случае не совсемточно отражает работу с памятью.
Классы в .NET являются ссылочными152типами, следовательно, при объявлении переменной типа объект класса вданной переменной данные будут храниться именно как ссылка на объекткласса,тоестьфактическикакуказатель.Поэтомувпамятипоследовательность объектов класса SimpleListItem будет представлена ввиде цепочки ссылок.Класс SimpleList реализует список:using System;using System.Collections.Generic;namespace FigureCollections{/// <summary>/// Список/// </summary>public class SimpleList<T> : IEnumerable<T>where T : IComparable{/// <summary>/// Первый элемент списка/// </summary>protected SimpleListItem<T> first = null;/// <summary>/// Последний элемент списка/// </summary>protected SimpleListItem<T> last = null;/// <summary>/// Количество элементов/// </summary>public int Count{get { return _count; }protected set { _count = value; }}int _count;/// <summary>/// Добавление элемента/// </summary>public void Add(T element){SimpleListItem<T> newItem =new SimpleListItem<T>(element);this.Count++;153//Добавление первого элементаif (last == null){this.first = newItem;this.last = newItem;}//Добавление следующих элементовelse{//Присоединение элемента к цепочкеthis.last.next = newItem;//Присоединенный элемент считается последнимthis.last = newItem;}}/// <summary>/// Чтение контейнера с заданным номером/// </summary>public SimpleListItem<T> GetItem(int number){if ((number < 0) || (number >= this.Count)){//Можно создать собственный класс исключенияthrow new Exception("Выход за границу индекса");}SimpleListItem<T> current = this.first;int i = 0;//Пропускаем нужное количество элементовwhile (i < number){//Переход к следующему элементуcurrent = current.next;//Увеличение счетчикаi++;}return current;}/// <summary>/// Чтение элемента с заданным номером/// </summary>public T Get(int number){return GetItem(number).data;}/// <summary>/// Для перебора коллекции/// </summary>154public IEnumerator<T> GetEnumerator(){SimpleListItem<T> current = this.first;//Перебор элементовwhile (current != null){//Возврат текущего значенияyield return current.data;//Переход к следующему элементуcurrent = current.next;}}//Реализация обобщенного IEnumerator<T> требует реализациинеобобщенного интерфейса//Данный метод добавляется автоматически при реализации интерфейсаSystem.Collections.IEnumeratorSystem.Collections.IEnumerable.GetEnumerator(){return GetEnumerator();}/// <summary>/// Cортировка/// </summary>public void Sort(){Sort(0, this.Count - 1);}/// <summary>/// Алгоритм быстрой сортировки/// </summary>private void Sort(int low, int high){int i = low;int j = high;T x = Get((low + high) / 2);do{while (Get(i).CompareTo(x) < 0) ++i;while (Get(j).CompareTo(x) > 0) --j;if (i <= j){Swap(i, j);i++; j--;}} while (i <= j);155if (low < j) Sort(low, j);if (i < high) Sort(i, high);}/// <summary>/// Вспомогательный метод для обмена элементов присортировке/// </summary>private void Swap(int i, int j){SimpleListItem<T> ci = GetItem(i);SimpleListItem<T> cj = GetItem(j);T temp = ci.data;ci.data = cj.data;cj.data = temp;}}}Рассмотрим сначала поля и методы, отвечающие за внутреннееустройство списка.Поля first и last содержат контейнеры (вернее, ссылки на контейнеры)для первого и последнего элемента списка.Свойство Count содержит количество элементов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
