C# вундеркіндам. Частина 2

C# вундеркіндам. Частина 2. Вчимося спілкуватися з комп'ютером. Переклад частини 2 книги "C# для вундеркиндов": http://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/bb330920(v=vs.80).aspx

Коротко в попередній серії частині

Діалог молодих людей. Звучить пропозиція негайно програмувати та застереження, що для цього слід довго і нудно навчатися. Програмування без належних знань уподібнюється їзді на велосипеді наосліп. Проте програмувати на C# слід з насолодою.

Далі йде опис пакету для розробки програм на C# на основі Microsoft Visual C # Express Edition. Створення консольного додатку та написання найпростішої програми.

Також пояснюється компіляція програми, запуск на виконання, доповнення коментарями. Завершується перша частина пропозицією налагодити спілкування з комп'ютером.

Основні труднощі при написанні комп'ютерних програм полягають в тому, що комп'ютер і ми «виховані» різними батьками. Якби це було не так, то ми досягли б єдиного розуміння навколишнього світу і навчилися б говорити спільною мовою. Таким чином нам було б легше розуміти один одного. Ми могли б просто попросити комп'ютер намалювати кота і все. Ви скажете: «Так давайте навчимо комп'ютер розуміти нас!». Але комп'ютери влаштовані зовсім не так як людський мозок і«бачать» світ зовсім по-іншому, тому навчити їх мислення схожого до нашого ― непросте завдання.

Отже, давайте ненадовго забудемо про комп'ютери та уявімо, що вам вкрай необхідно організувати спілкування з якимсь прибульцем. А історія така ...

• • На щастя чи ні, але щось сталося у Всесвіті і богзна як це сталося, але ви й дивний прибулець опинилися на маленькому, пустельному острові посеред океану. Після запеклого «Привіт, мене звати Світлана, а тебе?», Ви, врешті-решт, вирішуєтедати своєму супутнику ім'я Алджі.

Зауважте, у першому блоці ми описуємо клас об'єктів загалом, а в блоках 2 і 3 ми виділили певний об'єкт в класі Animal.

Будівельний блок: Об'єкти

Об'єкти - це певні окремі елементи деякого класу.

Клас просто описує «на що схожі ці об'єкти» загалом. Такий основний план створення об'єкта.

class Animal

{

}

Якщо планується працювати з певним об'єктом, необхідно завчасно повідомити комп'ютер, до якого класу він належить, так щоб спочатку комп'ютер

перевірив свої знання про цей клас. Для цього ми вказуємо ім'я класу, а потім даємо об'єкту ім'я на вибір.

Цей процес називається «оголошенням об'єкту».

Коли ж ми будемо готові працювати з цим об'єктом, ми повинні попросити комп'ютер «створити екземпляр» класу. Тепер на основі своїх знань про клас комп'ютер створює реальний об'єкт, з яким він зможе виконувати дії.

percyThePorcupine = new Animal ();

У цьому прикладі «percyThePorcupine» тепер є екземпляром «Animal» або можна сказати, що percyThePorcupine це «об'єкт» типу «Animal». Але в будь-якому разі тепер нам точно відомо, що ми говоримо про певний об'єкт класу «Animal». Це називається «створенням об'єкта».

Тепер ми знаємо, як розповісти про певний об'єкт в класі, але оскільки клас, що визначається нами досить простий (ну так, згоден, він повністю порожній), то з ним зовсім нецікаво працювати. Отже, на наступному уроці ми додамо деякі елементи до нашого класу.

Якби я попросив вас перерахувати кілька властивостей тварин, то швидше за все список був би таким:

• Вид тварини (Kind of animal)

• Зріст (Height)

• Довжина (Length)

• Кількість лап (Number of legs)

• Забарвлення (Color)

• Наявність хвоста (Has a tail)

• Ссавець (Is a mammal)

При розгляді властивостей цих тварин ви можете присвоїти значення кожної з них

• Kind of animal = «Cat»

• Height = 50 cm (великий котяра!)

• Length = 110 cm

• Number of legs = 4

• Color = «Black»

• Has tail = true

• Is mammal = true

При цьому варто відзначити, що і рядкові поля можуть також містити числа. Наприклад, рядкове поле може містити наступний текст: «Сьогодні це вже 17 крокодил, якого я бачу!». У цьому рядку присутні букви алфавіту, пробіли, числа та знаки пунктуації. Але зчислами в рядку не можна виконувати математичні операції.

Поле типу has tail завжди буде приймати значення ІСТИНА або БРЕХНЯ (true / false), також як і будь-які поля типу ТАК чи НІ («yes / no»).

Числові типи

Щоб повідомити комп'ютера, що значення поля потрібно розглядати як число, необхідно вибрати один з декількох числових типів, відомих в мові C#. Найбільш поширений з них - integer. З курсу математики ви повинні знати, що це не що інше як ціле число, яке може бути негативним, позитивним чи нулем.

Тепер, коли вам відомий метод вирішення завдань певного типу, ви зможете вирішити будь-які поставлені перед вами завдання, дотримуючись його.

Подібним чином, щоб комп'ютер виконував потрібні нам дії, ми повинні написати код, що роз'яснює порядок їх виконання, іншими словами, ми повинні описати метод, який буде використовуватися для виконання необхідних дій. Потім цей метод можна буде застосовувати кожен раз при вирішенні завдання подібного типу.

У мові C # метод представлений уривком коду з описом порядку виконання певних дій. Коли згодом ми викликаємо його, комп'ютер читає код і виконує в точності те, що ми написали.

Простий метод для комп'ютера може мати наступний вигляд:

void SayHello ()

{

}

Але метод не має сенсу, якщо він нічого не робить, тому давайте доповнимо код між фігурними дужками.

void SayHello ()

{

Console.WriteLine ("Hello");

}

(Щоб додати коду акуратний вигляд, необхідно створити відступи в методі за допомогою клавіші TAB)

Якщо зараз викликати цей метод, то на екран буде виведено слово «Hello». Це не надто складне завдання, тому і метод досить простий.

Що означає VOID?

Дивне слово «void» в наведеному вище прикладі може дещо спантеличити і ви можете поцікавитися навіщо взагалі ми його використали. Давайте коротко розглянемо його. Просто подумайте про свій улюблений фільм про космічні подорожі: уявіть безмежний, порожній простір у Всесвіті. Void означає «нічого».

Використання слова «void» перед ім'ям методу означає, що коли завершується його виконання, повертається пусте значення, тобто нічого не повертається. Це не означає, що метод не виконує жодних дій, а скоріше те, що по завершенні відведеної операції він ніяких значень не повертає. У наведеному вище прикладі методу «SayHello» нам це чудово підходить, оскільки після написання слова «Hello» повертати нічого не потрібно. От і все, що потрібно було зробити.

Ви зможете краще зрозуміти сенс цього слова, коли ми будемо розглядати випадки, де метод повинен буде повертати деякий результат. Ми розглянемо цей приклад трохи пізніше.

Параметри метода

У попередньому розділі ми коротко ознайомилися з методами, але про них можна розповісти набагато більше. У цій главі ми розглянемо більш докладні характеристики методів. У першу чергу, вам буде досить основ, але на певному етапі буде потрібно розуміння того, як відправляти значення в метод і отримувати значення з нього.

Уявімо, що вам потрібно, щоб комп'ютер вивів на екран наступний текст:

Hello Jo

Hello Sam

Hello You

Ось один спосіб, як це зробити: можна було б написати окремий метод для кожного випадку:

void WriteHelloJo ()

{

Console.WriteLine ("Hello Jo");

}

void WriteHelloSam ()

{

Console.WriteLine ("Hello Sam");

}

void WriteHelloYou ()

{

Console.WriteLine ("Hello You");

}

і потім викликати їх наступним чином:

WriteHelloJo ();

WriteHelloSam ();

WriteHelloYou ();

Але це здається зайвою витратою сил, оскільки три методи дуже схожі один на одного. А що якщо використовувати один метод WriteHello і при кожному його виклик просто повідомляти потрібну частину, яка відрізняється від попередньої.

У цьому випадку можна написати наступний метод:

void WriteHello (string someName)

{

Console.WriteLine ("Hello" + someName);

}

і потім викликати метод таким чином:

WriteHello ("Jo");

WriteHello ("Sam");

WriteHello ("You");

Як видно, цей код дозволяє скоротити як займаний простір, так і зусилля. Потрібно завжди намагатися робити код як можна більш коротким. За великим рахунком, чим коротше програма, тим розумніша програміст.

При написанні методу подібним «розумним» чином,

void WriteHello (string someName)

{

Console.WriteLine ("Hello" + someName);

}

ми фактично кажемо: «Кожного разу при виклику цього методу я буду підставляти рядок символів з певним ім'ям. Будь-який підставлений рядок повинен виводитися після слова «Hello».

Код в дужках (string someName) називається параметром. Параметр дозволяє підставляти значення в метод при його виклику.

Коли вас навчали додаванню чисел, вчитель не розповідав про кожну можливості, він просто навчив вас методу і потім поставив вам різні завдання: «Додайте 2 і 5. Тепер додайте 7 і 3 ».

Це схоже на те, як якби вчитель виклав вам метод додавання чисел і підставляв щоразу різні параметри. Неважливо, які це були б параметри, ви б змогли знайти відповідь, бо знали б метод.

Для комп'ютера не має значення, яке ім'я ви присвоїли параметру, важливо щоб воно було єдиним при використанні в усьому методі.

Наприклад, наступний код буде виконано правильно:

void WriteHello (string x)

{

Console.WriteLine ("Hello" + x);

}

А цей - ні:

void WriteHello( string someName )

{

Console.WriteLine( “Hello ” + someBodysName );

}

Можете знайти помилку? Параметри «SomeName» і «someBodysName» відрізняються - це заплутає нашого «електронного» друга і він «розгнівається».

Крім того, можна на повних правах використовувати більше одного параметру в методі. Для цього їх потрібно просто розділити комами:

void WriteHello( string firstName, string lastName )

{

Console.WriteLine( “Hello ” + firstName + “ ” + lastName );

}

Але потім при виклику методу важливо підставити правильне кількість значень

WriteHello( “Jiminy”, “Cricket” );

WriteHello ("Чорт забирай", "Боротьба");

У даному випадку на екран буде виведено текст «Hello Jiminy Cricket». («Hello чорт забирай Крикет».)

Відправлення невірних типів параметрів

Уявіть, що коли ви вперше вивчали додавання чисел, ваш учитель несподіваного задав вам таке завдання: «Складіть число 5 і квітка».

Що б ви стали робити? Напевно відповіли б, що квітка це не число і додавання неможливе. Правильно.

Подібним чином комп'ютеру не сподобається, якщо ви вкажете значення невірного типу. Така помилка зустрічається часто серед програмістів. Тому якщо щось йде не так, поверніться і переконайтеся, що вказані вами значення мають тип, відповідний визначеному в методі.

А потім, кожен раз при виклику методу ми повинні переконатися, що підставляємо правильний тип значень в ці параметри. У наведеному нижче прикладі ми підставляємо два цілих числа, оскільки параметри методу «LuckyNumber» були визначені як цілі числа.

Наведені досі методи виводили якийсь текст на екран і потім просто поверталися назад до рядка, що викликав їх, як би кажучи: «Я свою справу зробив. Повернувся у вихідну точку». Однак, іноді може виникати необхідність повернення деякого значення в рядок, з якого цей метод був викликаний.

Наведемо приклад. Ми напишемо метод, який буде виконувати пошук кількості кінцівок зазначеної тварини і потім відправляти отримане число туди, звідки він був викликаний.

Далі визначається порядок створення методу. Слід пам'ятати, що метод це частина, в якій ми вчимо комп'ютер ЯК виконувати певну дію, записуючи послідовність операцій. Спочатку я напишу те, чого хочу добитися від комп'ютера українською мовою, а потім на C #:

• Якщо тварина, про яку ми говоримо - слон, то number of legs = 4.

• В іншому випадку, якщо тварина, про яку ми говоримо - індик, то number of legs = 2.

• В іншому випадку, якщо тварина, про яку ми говоримо - устриця, то number of legs = 1.

• В іншому випадку, якщо ми говоримо про будь-яких інших тварин, то number of legs = 0.

int NumberOfLegs (string animalName)

{

if (animalName == "слон") / / Якщо назва тварини - слон

{

/ / Повертане значення 4

return 4;

}

else if (animalName == "індичка") / / В іншому випадку, якщо тварина - індичка

{

/ / Повертане значення 2

return 2;

}

else if (animalName == "устриця") / / В іншому випадку, якщо тварина - устриця

{

/ / Повертане значення 1

return 1;

}

Else / / В іншому випадку (при всіх інших умовах)

{

/ / Повертане значення 0

return 0;

}

}

і потім ми могли б викликати метод: Викличемо його двічі:

1. int i; / / Створення змінної «i» цілочисельного типу для зберігання значення числа кінцівок

2. i = NumberOfLegs ("індичка"); / / Тепер i = 2 з методу NumberOfLegs вище

3. Console.WriteLine ("У індички" + i + "кінцівок");

4. i = NumberOfLegs ("мавпа"); / / Тепер i = 0 з методу NumberOfLegs вище

5. Console.WriteLine ("У мавпи" + i + "кінцівок");

У рядку 3 на екран виводиться текст «У індички 2 кінцівок», а по рядку 5 - «У мавпи 0 кінцівок». Отже, метод повертає значення, яке можна включити безпосередньо в рядок коду, звідки був викликаний метод.

Чому ми визначили метод саме так?

int NumberOfLegs (string animalName)

{

...

}

а не ось так:

void NumberOfLegs (string animalName)

{

...

}

або таким чином:

string NumberOfLegs (string animalName)

{

...

}

А зробили так ми саме тому, що нам необхідно, щоб метод повертав ціле число в даному випадку, а не «порожнє» значення (void), не рядок літер, а саме ціле число. А для роботи з цілими числами використовується тип даних «Integer» або «int» в скороченому варіанті.

При написанні методу ми завжди вказуємо тип даних, що повертаються цим методом. Якщо немає необхідності повертати значення, ми використовуємо «void» для повернення порожнього значення.

void JustWriteSomething (string someThing)

{

Console.WriteLine (someThing);

}

І нарешті, можливо ви здогадалися, що слово «return» фактично повертає значення. Коли комп'ютер зустрічає слово «return» відбувається вихід з методу і повернення запитуваного значення.

Повертаються значення потім автоматично стають доступними в будь-якому місці, де ми викликаємо метод.

Наприклад, повернене значення ми могли б використовувати наступним способом:

Спочатку ми могли б зберегти відповідь у змінній і потім використовувати значення змінної в окремому виразі.

Або ми могли б викликати метод безпосередньо у виразі WriteLine наступним чином:

Як і поля (див. попередню главу), методи можна викликати з інших класів. Таку можливість можна дозволити або заборонити.

За замовчуванням, всі методи будуть розглядатися як private (закриті), це означає, що їх можна використовувати тільки усередині свого класу. Щоб дозволити їх використання з інших класів, можна додати слово «public» в початок оголошення.

public void JustWriteSomething (string someThing)

{

Console.WriteLine (someThing);

}

У реальному світі доступ людей без спеціального дозволу до деяких зонах заборонено. Наприклад, в ресторанах тільки кухарі та офіціанти можуть проходити на кухню, яка є закритою зоною. У той же час столова кімната відкрита для вільного доступу відвідувачів і в ній можуть знаходитися будь-які особи. Подібним чином деякий код закритий для інших класів.

В одному з розділів цієї книги ми вже розглядали приклад з закритими і відкритими полями. Давайте доповнимо наш приклад і включимо закриті (Private) і відкриті (Public) методи в клас «Animal» і потім намагаємося звернутися до них з класу «Zoo».

class Animal

{

public string kindOfAnimal;

public string name;

public int numberOfLegs;

public int height;

public int length;

public string color;

bool hasTail;

protected bool isMammal;

private bool spellingCorrect;

public string GetFoodInfo ()

/ / Відкритий метод, який отримує інформацію про те, чим харчується тварина

{

/ / Уявімо, що тут розташований код, який виконує пошук по базі даних

...

}

private void SpellingCorrect ()

/ / Закритий метод для перевірки правильності написання виду тварини

{

/ / Уявімо, що тут розташований код для перевірки правопису

...

}

protected bool IsValidAnimalType ()

/ / Захищений метод, який приймає рішення про існування зазначеного виду тварини

{

/ / Уявімо, що тут розташований код для перевірки існуючих видів тварин

...

}

...

}

class Zoo

{

Animal a = new Animal ();

a.name = "Kangaroo";

string food;

bool animalExists;

/ / Наступний код буде виконано успішно, оскільки класу «Zoo» дозволено

/ / Звертатися до відкритих методів у класі «Animal»

food = a.GetFoodInfo (); / / Виклик відкритого методу

/ / Обидві наступні рядки НЕ будуть виконані, оскільки класу «Zoo»

/ / Не дозволено звертатися до закритих або захищених методів

a.spellingCorrect (); / / спроба виклику закритого методу

animalExists = a.IsValidAnimalType (); / / спроба виклику захищеного методу

}

Дуже часто вам будуть зустрічатися класи з досить специфічним типом методу який називають «конструктором». Ім'я методу-конструктора відповідає імені класу і тип повернення в нього не включається.

Даний метод називається конструктором, оскільки він допомагає «конструювати» або будувати об'єкт при першому його створенні. Створення цього методу в класах вважається хорошою практикою.

class Person

{

/ / Поля

string firstName;

string lastName;

/ / Метод-конструктор для класу Person

public Person ()

{

firstName = "Johnny";

lastName = "Rocket";

}

}

Метод-конструктор обробляється по-особливому: він виконується автоматично при кожному створенні екземпляра класу.

Нагадування:

Під «екземпляром класу» ми розуміємо певний об'єкт класу. Наприклад, в одному з попередніх розділів по об'єктах ми виділили «Горила Джеремі» як певний об'єкт або екземпляр класу «Animal».

Отже, якщо ми виконаємо наступний код ...

Person p = new Person ();

Console.WriteLine (p.lastName);

то результатом буде слово «Rocket» на екрані. Створивши об'єкт «Person» ми автоматично і непомітно виконали метод конструктора «Person», який в цьому випадку задає значення «Rocket» для lastName.

Наведемо аналогічний приклад з реального життя. У деяких країнах при народженні дитини його реєструють згідно закону перш ніж він покине лікарню, щоб він міг відразу прийняти участь у житті суспільства.

Цю дію можна порівняти з методом-конструктором, що виконується для класу. Перш ніж новий екземпляр класу зможе щось зробити, виконується метод-конструктор. У нього можна включити будь-які дії, які повинні виконуватися автоматично, перш ніж об'єкт буде вважатися «готовим до життя».

Конструктори з параметрами

У метод-конструктор можна включити параметри. Наведемо приклад класу з двома різними методами-конструкторами:

class Person

{

/ / Поля

string firstName;

string lastName;

/ / Перший метод-конструктор

public Person ()

{

firstName = "Johnny";

lastName = "Rocket";

}

/ / Другий метод-конструктор

public Person (string f, string l)

{

this.firstName = f;

this.lastName = l;

}

}

І тепер у нас є два різні способи конструювання об'єкту:

Наприклад, цей:

Person p = new Person ();

І в поле p.lastName буде автоматично підставлено значення «Rocket».

Або ж цей:

Person p = new Person ("Jiminy", "Cricket");

І в поле p.lastName буде підставлено значення «Cricket».

Пам'ятайте, що слово «this» відноситься до «того об'єкту, який ми створюємо». Тобто, фактично говориться «підставляти в поля імені і прізвища цього нового об'єкта будь-які значення, передані методу-конструктору».

У реальному світі події відбуваються безперервно. Деякі події не залежать від нас. Наприклад, схід та захід сонця (хотів би я подивитися, як ви намагаєтеся примусити сонце вставати і сідати). Інші події можуть викликатися нами, скажімо, ми можемо змусити гучномовець видавати звуки.