Полное руководство. С# 4.0
Шрифт:
Рассмотрим класс Stack более подробно. В начале этого класса объявляются две следующие переменные экземпляра. // Эти члены класса являются закрытыми. char[] stck; // массив, содержащий стек int tos; // индекс вершины стека
Массив stck предоставляет базовые средства для хранения данных в стеке (в дан ном случае — символов). Обратите внимание на то, что память для этого массива не распределяется. Это делается в конструкторе класса Stack. А член tos данного класса содержит индекс вершины стека.
Оба члена, tos и stck, являются закрытыми, и благодаря этому соблюдается прин цип "последним пришел — первым обслужен". Если же разрешить открытый доступ к члену stck, то элементы стека окажутся доступными не по порядку. Кроме того, член tos содержит индекс вершины стека, где находится
Рассмотрим далее конструктор класса Stack. // Построить пустой класс Stack для реализации стека заданного размера. public Stack(int size) { stck = new char[size]; // распределить память для стека tos = 0; }
Этому конструктору передается требуемый размер стека. Он распределяет память для базового массива и устанавливает значение переменной tos в нуль. Следователь но, нулевое значение переменной tos указывает на то, что стек пуст.
Открытый метод Push помещает конкретный элемент в стек, как показано ниже. // Поместить символы в стек. public void Push(char ch) { if (tos==stck.Length) { Console.WriteLine(" - Стек заполнен."); return; } stck[tos] = ch; tos++; }
Элемент, помещаемый в стек, передается данному методу в качестве параметра ch. Перед тем как поместить элемент в стек, выполняется проверка на наличие свободного места в базовом массиве, а именно: не превышает ли значение переменной tos длину массива stck. Если свободное место в массиве stck есть, то элемент сохраняется в нем по индексу, хранящемуся в переменной tos, после чего значение этой переменной инкрементируется. Таким образом, в переменной tos всегда хранится индекс следую щего свободного элемента массива stck.
Для извлечения элемента из стека вызывается открытый метод Pop, приведен ный ниже. // Извлечь символ из стека. public char Pop { if(tos==0) { Console.WriteLine(" - Стек пуст."); return (char) 0; } tos--; return stck[tos]; }
В этом методе сначала проверяется значение переменной tos. Если оно равно нулю, значит, стек пуст. В противном случае значение переменной tos декрементиру ется, и затем из стека возвращается элемент по указанному индексу.
Несмотря на то что для реализации стека достаточно методов Push и Pop, по лезными могут оказаться и другие методы. Поэтому в классе Stack определены еще четыре метода: IsFull, IsEmpty, Capacity и GetNum. Эти методы предо ставляют всю необходимую информацию о состоянии стека и приведены ниже. // Возвратить значение true, если стек заполнен. public bool IsFull { return tos==stck.Length; } // Возвратить значение true, если стек пуст. public bool IsEmpty ( return tos==0; } // Возвратить общую емкость стека. public int Capacity { return stck.Length; } // Возвратить количество объектов, находящихся в данный момент в стеке. public int GetNum { return tos; }
Метод IsFull возвращает логическое значение true, если стек заполнен, а ина че — логическое значение false. Метод IsEmpty возвращает логическое значение true, если стек пуст, а иначе — логическое значение false. Для получения общей ем кости стека (т.е. общего числа элементов, которые могут в нем храниться) достаточно вызвать метод Capacity, а для получения количества элементов, хранящихся в на стоящий момент в стеке, — метод GetNum. Польза этих методов состоит в том, что для получения информации, которую они предоставляют, требуется доступ к закры той переменной tos. Кроме того, они служат наглядными примерами организации безопасного доступа к закрытым членам класса с помощью открытых методов.
Конкретное применение класса Stack для реализации стека демонстрируется в приведенной ниже программе. // Продемонстрировать применение класса Stack. using System; // Класс для хранения символов в стеке. class Stack { // Эти члены класса являются закрытыми. char[] stck; // массив, содержащий стек int tos; // индекс вершины стека // Построить пустой класс Stack для реализации стека заданного размера. public Stack (int size) { stck = new char[size]; // распределить память для стека tos = 0; } // Поместить символы в стек. public void Push(char ch) { if(tos==stck.Length) { Console.WriteLine(" - Стек заполнен."); return; } stck[tos] = ch; tos++; } // Извлечь символ из стека. public char Pop { if(tos==0) { Console.WriteLine(" - Стек пуст."); return (char) 0; } tos--; return stck[tos]; } // Возвратить значение true, если стек заполнен. public bool IsFull { return tos==stck.Length; } // Возвратить значение true, если стек пуст. public bool IsEmpty { return tos==0; } // Возвратить общую емкость стека. public int Capacity { return stck.Length; } // Возвратить количество объектов, находящихся в данный момент в стеке. public int GetNum { return tos; } } class StackDemo { static void Main { Stack stk1 = new Stack(10); Stack stk2 = new Stack(10); Stack stk3 = new Stack(10); char ch; int i; // Поместить ряд символов в стек stk1. Console.WriteLine("Поместить символы А-J в стек stk1."); for(i=0; !stk1.IsFull; i++) stk1.Push((char) ('A' + i)); if(stk1.IsFull) Console.WriteLine("Стек stk1 заполнен."); // Вывести содержимое стека stk1. Console.Write("Содержимое стека stk1: "); while( !stk1.IsEmpty ) { ch = stk1.Pop; Console.Write(ch); } Console.WriteLine; if(stk1.IsEmpty) Console.WriteLine("Стек stk1 пуст.\n"); // Поместить дополнительные символы в стек stk1. Console.WriteLine("Вновь поместить символы A-J в стек stk1."); for(i=0; !stk1.IsFull; i++) stk1.Push((char) ('A' + i)); // А теперь извлечь элементы из стека stk1 и поместить их в стек stk2. // В итоге элементы сохраняются в стеке stk2 в обратном порядке. Console.WriteLine("А теперь извлечь символы из стека stk1\n" + "и поместить их в стек stk2."); while( !stk1.IsEmpty ) { ch = stk1.Pop; stk2.Push(ch); } Console.Write("Содержимое стека stk2: "); while( !stk2.IsEmpty ) { ch = stk2.Pop; Console.Write(ch); } Console.WriteLine("\n"); // Поместить 5 символов в стек. Console.WriteLine("Поместить 5 символов в стек stk3."); for(i=0; i < 5; i++) stk3.Push((char) ('A' + i)); Console.WriteLine("Емкость стека stk3: " + stk3.Capacity); Console.WriteLine("Количество объектов в стеке stk3: " + stk3.GetNum); } } При выполнении этой программы получается следующий результат.
Поместить символы А-J в стек stk1. Стек stk1 заполнен. Содержимое стека stk1: JIHGFEDCBA Стек stk1 пуст. Вновь поместить символы А-J в стек stk1. А теперь извлечь символы из стека stk1 и поместить их в стек stk2. Содержимое стека stk2: ABCDEFGHIJ Поместить 5 символов в стек stk3. Емкость стека stk3: 10 Количество объектов в стеке stk3: 5 ## Передача объектов методам по ссылке В приведенных до сих пор примерах программ при указании параметров, пере даваемых методам, использовались типы значений, например int или double. Но в методах можно также использовать параметры ссылочного типа, что не только пра вильно, но и весьма распространено в ООП. Подобным образом объекты могут пере даваться методам по ссылке. В качестве примера рассмотрим следующую программу.
// Пример передачи объектов методам по ссылке. using System;
class MyClass { int alpha, beta; public MyClass(int i, int j) { alpha = i; beta = j; } // Возвратить значение true, если параметр ob // имеет те же значения, что и вызывающий объект. public bool SameAs(MyClass ob) { if((ob.alpha == alpha) & (ob.beta == beta)) return true; else return false; } // Сделать копию объекта ob. public void Copy(MyClass ob) { alpha = ob.alpha; beta = ob.beta; } public void Show { Console.WriteLine("alpha: (0), beta: (1}", alpha, beta); } }
class PassOb { static void Main { MyClass ob1 = new MyClass(4, 5); MyClass ob2 = new MyClass(6, 7); Console.Write("ob1: "); ob1.Show; Console.Write("ob2: "); ob2.Show; if(ob1.SameAs(ob2)) Console.WriteLine("ob1 и ob2 имеют одинаковые значения."); else Console.WriteLine("ob1 и ob2 имеют разные значения."); Console.WriteLine; // А теперь сделать объект ob1 копией объекта ob2. ob1.Copy(ob2); Console.Write("оЫ после копирования: "); ob1.Show; if(ob1.SameAs(ob2)) Console.WriteLine("ob1 и ob2 имеют одинаковые значения."); else Console.WriteLine("ob1 и ob2 имеют разные значения."); } } Выполнение этой программы дает следующий результат.