JiPP3-05

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Tre

ść

1. Istota programowania obiektowego

2. Klasy i obiekty

3. Składowe statyczne

4. Kapsułkowanie

5. Obiekty a zmienne referencyjne

6. Klasa

Object

7. Klasa

String

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

1. Istota programowania obiektowego

•

„Abstrakcyjne typy danych” (klasy) definiowalne przez
programist

i obiekty jako zmienne tych klas.

•

liwo

ść

dziedziczenia klas (klasy pochodne) i

•

Wielopostaciowo

ść

(polimorfizm) operacji,

•

Ukrywanie szczegółów realizacji, poziomy dost

pu do

składowych klasy (kapsułkowanie, hermetyzacja).

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

2. Klasy i obiekty

• Klasa

w j

zyku programowania obiektowego to:

– Element

składni

zyka

opatrzony

nazw

implementuj

cy abstrakcyjny typ danych – wyznacza

pewn

struktur

(agregacj

) danych i jej mo

liwe

zachowanie (operacje).

– Definicja klasy zawiera definicj

struktury danych (pól,

własno

ci) i definicje funkcji składowych (metod).

• Obiekt

jest instancj

(zmienn

) klasy. W programie mo

istnie

wiele obiektów jednej klasy.

• Obiekt

posiada:

– To

samo

ść

(dzi

ki której odró

niamy obiekty od siebie),

– Zachowanie

(operacje

wyznaczone

przez

klas

obiektu),

– Stan

(własne dane o strukturze wyznaczonej przez

definicj

klasy obiektu).

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Klasa a struktura

• struct

jest przepisem dla warto

ci zmiennej:

– Identyfikator równowa

ny warto

ci zmiennej, stan

zmiennej jest bezpo

rednio dost

pny, w strukturach nie

powinno si

definiowa

metod (poza operatorami).

• class

jest przepisem dla obiektu:

– Klasy s

identyfikowalne; stan obiektu nie powinien by

bezpo

rednio dost

pny; nale

y definiowa

metody

klasy.

struct Time

class RachunekBankowy

{

public int godzina;

...

public int minuta;

...

}

struct Time

class RachunekBankowy

{

public int godzina;

...

public int minuta;

...

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Definiowanie klas autonomicznych

• Wewn

trz klasy definiuje si

jej składowe, Najwa

niejsze

z nich to pola i metody.

• Metody s

zwykle publiczne, dane – zwykle prywatne

class RachunekBankowy
{

public void Wyplata(decimal kwota)
{ ... }
public void Wplata(decimal kwota)
{ ... }
private decimal saldo;
private string klient;

}

class RachunekBankowy
{

public void Wyplata(decimal kwota)
{ ... }
public void Wplata(decimal kwota)
{ ... }
private decimal saldo;
private string klient;

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

„partial class”

• W C# 2.0 klas

, struktur

lub interfejs mo

na definiowa

„na

raty”, w jednym lub w ró

nych plikach

ródłowych. Np.

// w pliku plik1.cs:
namespace PC
{

public partial class CoOrds{

private int x;
private int y;
public CoOrds(int x, int y) {

this.x = x;
this.y = y;
}

}

// w pliku plik1.cs:

namespace PC
{

public partial class

CoOrds{

private int x;
private int y;
public CoOrds(int x, int y) {

this.x = x;
this.y = y;
}

}

// w pliku plik2.cs:
namespace PC
{

public partial class CoOrds {

public void PrintCoOrds() {

System.Console.WriteLine(

"CoOrds: {0},{1}", x, y);

}

// w pliku plik2.cs:

namespace PC
{

public partial class

CoOrds {

public void PrintCoOrds() {

System.Console.WriteLine(

"CoOrds: {0},{1}", x, y);

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Dane (stan) obiektu

• Struktura danych obiektu wyznaczona jest przez klas

obiektu.

• Ale warto

ci danych obiektu s

indywidualne dla ka

dego

obiektu.

Np. obiekt klasy „RachunekBankowy” posiada własne
warto

ci dla pół „saldo” i „klient”. Tylko przez przypadek te

warto

ci mog

identyczne dla dwóch obiektów.

Wyplata( )

Wplata( )

saldo 12.56

klient

"Bert"

Wyplata( )

Wplata( )

saldo

12.56

klient

"Fred"

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Metody

Definicja metody

Main

jest metodą. Ta sama składnia stosowana jest dla definicji

innych metod.

using System;

class ExampleClass
{

static void PrzykladowaMetoda( )
{

Console.WriteLine(„To jest metoda");

}
static void Main( )
{

// ...

}

using System;

class ExampleClass
{

static void PrzykladowaMetoda( )
{

Console.WriteLine(„To jest metoda");

}
static void Main( )
{

// ...

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Wywołanie metody

• Wywoływanie metody w tej samej klasie.

– Poda

nazw

metody z list

argumentów uj

w nawiasy.

• Wywołanie metody z innej klasy

– Nale

y wskaza

nazw

klasy do której nale

Ŝą

dana metoda

– Wywoływana metoda musi by

dost

pna –

deklarowana ze słowem kluczowym public

• Mo

na zagnie

wywołania

– Metoda wywołuje inn

metod

, ta z kolei

jeszcze inn

i tak dalej.

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Zwracanie wyniku

• Metoda dla której

typ wyniku

jest inny ni

void

musi

zwróci

wynik.

• W takiej metodzie wyst

musi instrukcja

return

, która

zwraca wynik wywołania. Np.:

• Wywołanie metody:

static int TwoPlusTwo( ) {

int a,b;
a = 2;
b = 2;
return a + b;

}

static int TwoPlusTwo( ) {

int a,b;
a = 2;
b = 2;
return a + b;

}

int x;
x = TwoPlusTwo( );
Console.WriteLine(x);

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Instrukcja

return

• Ko

czy wywołanie metody – zwykle wyst

puje na

cu kodu metody.

• Mo

instrukcj

wewn

trzn

instrukcji

warunkowej

static void PrzykladReturn( )
{

int numBeans;
//...

Console.WriteLine("Hello");
if (numBeans < 10)

return;

Console.WriteLine("World");

}

static void PrzykladReturn( )
{

int numBeans;
//...

Console.WriteLine("Hello");
if (numBeans < 10)

return;

Console.WriteLine("World");

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

ycie lokalnych zmiennych

• Lokalne zmienne

– S

tworzone podczas aktywacji i wykonania metody

– S

dost

pne jedynie w tym wywołaniu

– S

usuwane wraz z zako

czeniem wykonania

metody

static void przykladLokalneZmienne(int a)
// Parametr a ma charakter lokalny w tej metodzie
{

int num; // Zmienna lokalna w tej metodzie

...

}

static void przykladLokalneZmienne(int a)
//

Parametr a

ma charakter lokalny w tej metodzie

{

int num; //

Zmienna lokalna

w tej metodzie

...

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Tworzenie obiektu klasy

• Definicja zmiennej dla zadanej klasy nie jest jeszcze

utworzeniem obiektu klasy.

• Do utworzenia obiektu słu

y operator

new

class Program
{

static void Main( )
{

Time teraz;
teraz.godzina = 11;
RachunekBankowy moj = new RachunekBankowy( );
moj.Wplata(999999M);

}

class Program
{

static void Main( )
{

Time teraz;
teraz.godzina = 11;
RachunekBankowy moj = new RachunekBankowy( );
moj.Wplata(999999M);

}

godzina
minuta

teraz

moj

...
...

Nowy obiekt klasy
RachunekBankowy

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Słowo kluczowe

this

• this

jest referencj

do obiektu, na rzecz którego wywołano

metod

• this

jest potrzebne, gdy metoda chce odwoła

stanu tego obiektu

class RachunekBankowy
{

...
public void UstawNazwe(string nazwa)
{

this.nazwa = nazwa;

}
private string nazwa;

}

class RachunekBankowy
{

...
public void UstawNazwe(string nazwa)
{

this.nazwa = nazwa;

}
private string nazwa;

}

Co by się stało
dla instrukcji
nazwa = nazwa; ?

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Klasy zagnie

one

• Mo

na definiowa

klas

zagnie

w definicji innej

klasy

class Program
{

static void Main( )
{

Bank.Rachunek moj = new Bank.Rachunek( );

}

}
class Bank
{

... class Rachunek { ... }

}

class Program
{

static void Main( )
{

Bank.Rachunek moj = new Bank.Rachunek( );

}

}
class Bank
{

... class Rachunek { ... }

}

Pełna nazwa klasy zagnieŜdŜonej

zawiera nazwę klasy obejmującej

Pełna nazwa klasy zagnieŜdŜonej

zawiera nazwę klasy obejmującej

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Dost

p do klasy zagnie

onej

• Klasy zagnie

one równie

mog

posiada

dost

prywatny lub publiczny.

class Bank
{

public class Rachunek { ... } // Klasa zagnieŜdŜona
private class GeneratorNumeruRachunku { ... } // Klasa

// zagnieŜdŜona

}
class Program
{

static void Main( ) {

Bank.Rachunek ...

// nazwa jest tu dostępna;

Bank.GeneratorNumeruRachunku ...// nazwa niedostępna!

}

class Bank
{

public class Rachunek { ... }

// Klasa zagnieŜdŜona

private class GeneratorNumeruRachunku { ... }

// Klasa

// zagnieŜdŜona

}
class Program
{

static void Main( ) {

Bank.Rachunek ...

// nazwa jest tu dostępna;

Bank.GeneratorNumeruRachunku ...

// nazwa niedostępna!

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

3. Składowe statyczne

• Dane statyczne zawieraj

informacje przeznaczone dla

wszystkich obiektów tej samej klasy

• Np. wszystkie rachunki pewnego typu dziel

informacj

o stopie oprocentowania. Nie jest dobrym rozwi

zaniem,

gdy ka

dy z obiektów zawiera swoj

kopi

pola

„stopaProc”.

Wyplata( )

Wplata( )

saldo 12.56

stopaProc 7%

Wyplata( )

Wplata( )

saldo

99.12

stopaProc 7%

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Zmienne wspólne obiektów

• Zmienne dzielone pomi

dzy obiektami klasy – wyznaczone

przez składowe klasy zwane

polami statycznymi.

class PrzykladLicznika
{

static int nLicznik; // Pole statyczne – unikalne dla klasy
int num;

// Pole zwykłe – jedno w kaŜdym obiekcie

static void InitLicznika() {

nLicznik = 0;

}

...
}
...
PrzykladLicznika A, B;
...  // Utworzenie obiektów
PrzykladLicznika.InitLicznika(); // Zeruj nLicznik
A.nLicznik++; //  nLicznik wynosi 1
B.nLicznik++; //  nLicznik wynosi 2

class PrzykladLicznika
{

static

int nLicznik;

// Pole statyczne – unikalne dla klasy

int num;

// Pole zwykłe – jedno w kaŜdym obiekcie

static void InitLicznika() {

nLicznik = 0;

}

...
}
...
PrzykladLicznika A, B;
...

// Utworzenie obiektów

PrzykladLicznika.InitLicznika();

// Zeruj nLicznik

A.nLicznik++;

// nLicznik wynosi 1

B.nLicznik++;

// nLicznik wynosi 2

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Przesłanianie nazw

• Kompilator nie ostrzega, gdy wyst

pi konflikt nazw

zmiennych lokalnych i statycznych. Np.

class PrzykladPrzeslaniania
{

static int numItems = 0; // Pole statyczne
static void Metoda1()
{

int numItems = 42; // Zmienna lokalna –

// przesłania pole statyczne

...

}
static void Metoda2()
{

numItems = 61; // Odwołanie do pola klasy

}

class PrzykladPrzeslaniania
{

static int numItems = 0;

// Pole statyczne

static void Metoda1()
{

int numItems = 42;

// Zmienna lokalna –

// przesłania pole statyczne

...

}
static void Metoda2()
{

numItems = 61;

// Odwołanie do pola klasy

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Metody statyczne

• Statyczne metody mog

odwoływa

jedynie do

danych statycznych.

• Statyczn

metod

wywołuje si

na rzecz klasy a nie

obiektu.

StopaProcentowa( )

stopaProc 7%

Wyplata( )

Wplata( )

saldo

99.12

klient "Fred"

Obiekt klasy „Rachunek”

Klasa „Rachunek”

Z klasą związane są
dane statyczne i metody statyczne

Poprzez obiekt mamy dostęp do
stanu obiektu i do zwykłych metod

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Metody statyczne

• Statyczne metody mog

odwoływa

jedynie do

danych statycznych

class Time
{

...

public static void Reset(Time t)
{

t.hour =0; // OK
t.minute = 0; // OK
hour = 0; // Błąd kompilacji
minute = 0; // Błąd kompilacji

}
private int hour, minute;

}

class Time
{

...

public static void Reset(Time t)
{

t.hour =0; // OK
t.minute = 0; // OK

hour = 0;

// Błąd kompilacji

minute = 0;

// Błąd kompilacji

}
private int hour, minute;

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

4. Kapsułkowanie – poziomy

dost

pu do składowych

• Klasa stanowi odr

bny

zakres definicji nazw

– stanowi

swego rodzaju

kapsuł

– Mamy poł

czenie definicji danych i metod w jednej

kapsule (zakresie klasy)

– Istnieje wn

trze

kapsuły (zakresu klasy) i jej

zewn

trze

Wyplata( )

Wplata( )

saldo

Wyplata( )

Wplata( )

saldo

Tak. RachunekBankowy

Czy RachunekBankowy ?

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Kapsułkowanie - kontrola dost

• Metody s

zwykle publiczne (public), czyli dost

pne z

zewn

trz kapsuły (zakresu klasy)

• Dane s

zwykle prywatne (private), czyli dost

pne

jedynie z wewn

trz

Wyplata( )

Wplata( )

saldo

Wyplata( )

Wplata( )

saldo

Pole „saldo” nie jest dostępne z zewnątrz

Wszystko jest dostępne z zewnątrz

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Zalety kapsułkowania

• Pozwala na kontrol

dost

Korzystanie z obiektu jest
mo

liwe z zewn

trz poprzez

metody publiczne

• Pozwala na modyfikacje kodu

Sposób korzystania z obiektu
nie ulega zmianie, je

modyfikujemy jedynie
prywatne składowe

Wyplata( )

Wplata( )

dollar 12

Wyplata( )

Wplata( )

saldo 12.56

cent 56

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

5. Obiekty a zmienne referencyjne

• Typ dla warto

– Jego

zmienna

zawiera warto

ść

danego typu

– Np:

char, int

int mol;
mol = 42;

•

string mol;
mol = "Hello";

Hello

Typ referencyjny

Jego zmienna zawiera
odniesienie do warto

(do danej)

Dana jest pami

tana w

oddzielnym miejscu
pami

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Definiowanie i zerowanie zmiennej

referencyjnej

• Definicja zmiennej referencyjnej:

Coordinate c1;
c1 = new Coordinate();
c1.x = 6.12;
c1.y = 4.2;

•

6.12

4.2

c1 = null;

•

6.12

4.2

Zerowanie zmiennej referencyjnej

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Niezdefiniowane referencje

• Odwołania realizowane poprzez niezainicjalizowane

referencje s

wykrywane podczas kompilacji – kompilator

wygeneruje bł

• Zerowe referencje s

wykrywane podczas wykonania

programu - system wygeneruje wyj

tek.

Coordinate c1;
c1.x = 6.12; // Błąd: niezainicjowana zmienna

Coordinate c1;
c1.x = 6.12;

// Błąd: niezainicjowana zmienna

try { c1.x = 45;
}
catch (NullReferenceException) {

Console.WriteLine”c1 jest zerowy”);

}

try { c1.x = 45;
}
catch (NullReferenceException) {

Console.WriteLine”c1 jest zerowy”);

}

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Operacje porównania warto

ci i

referencji

• Porównywanie zmiennych typów dla warto

ci:

– Operatory == , != porównuj

warto

ci .

• Porównywanie zmiennych referencyjnych (za wyj

tkiem

String):

– Operatory == , != porównuj

referencje a nie warto

– Nie mo

na stosowa

operatorów <, >, <=, >=

•

1.0

2.0

•

1.0

2.0

RóŜne referencje
mimo tych samych
wartości obiektów

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Wielokrotne referencje do jednego

obiektu

• Dwie zmienne referencyjne mog

referowa

ten sam

obiekt

Coordinate c1= new Coordinate( );
Coordinate c2;
c1.x = 2.3; c1.y = 7.6;
c2 = c1;
Console.WriteLine(c1.x + " , " + c1.y);
Console.WriteLine(c2.x + " , " + c2.y);

•

2.3

7.6

•

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

6. Klasa

Object

. Typ

object

• Typ

object

jest synonimem klasy

System.Object

– jest to

bazowa klasa wszystkich klas j

zyka C# .

• Wszystkie klasy dziedzicz

(jawnie lub niejawnie) klas

Object

Exception

SystemException

MojaKlasa

Object

String

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Wspólne metody wszystkich klas

• Klasa

Object

posiada metody dziedziczone przez

wszystkie klasy w C# :

– ToString – konwersja obiektu na String – domy

lna

definicja w klasie Object zwraca nazw

typu dla

obiektu.

– Equals – porównuje dwie referencje do obiektów

– GetType – podaje informacj

czasu wykonania o typie

– Finalize – metoda wołana przed usuni

ciem obiektu

Punkt p = new Punkt();
Console.WriteLine(p.ToString()); // Wyprowadzi napis: „Punkt”

Punkt p = new Punkt();
Console.WriteLine(p.ToString());

// Wyprowadzi napis: „Punkt”

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

7. Klasa

String

• Typ

string

przeznaczony do reprezentacji sekwencji

znaków (napisów) w

Unikodzie

• Jest to skrótowa nazwa dla klasy

System.String

• Reprezentuje

niemodyfikowalne napisy

• Klasa

StringBuilder

wspomaga operacje na

String-

ach –

reprezentuje

wewn

trznie

modyfikowalne

napisy,

zamieniane na koniec na napisy typu

string

string s = "Hello";
...
s[0] = 'c'; // Błąd kompilacji – próba zmiany napisu

string s = "Hello";
...
s[0] = 'c';

// Błąd kompilacji –

próba zmiany napisu

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Metody klasy

String

• Indeksowanie [ ]

• Insert -

wstawianie

• Własno

ść

Length

• Copy -

kopiowanie

• Concat -

poł

czenie

string s = "Alfabet";
char znak= s[2]; // ‘f’

string s = "On jest wielki";
s = s.Insert(3, "nie ");
Console.WriteLine(s); // „On nie jest wielki”

string msg = "Hello";
int dlug = msg.Length; // 5

string s1 = "Hello";
string s2 = String.Copy(s1);

string s = String.Concat("a", "b", "c");

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Metody klasy

String

• Trim

– usuwa poprzedzaj

ce i ko

ce spacje

• ToUpper

ToLower

– zamiana na „du

e” i „małe” litery

string s = " Hello ";
s = s.Trim();
Console.WriteLine(s); // Hello

string s = " Hello ";
s = s.Trim();
Console.WriteLine(s);

// Hello

string sT = "Przedmiot Jimp";
Console.WriteLine(sT.ToUpper( )); // PRZEDMOT JIMP
Console.WriteLine(sT.ToLower( )); // przedmiot jimp

string sT = "Przedmiot Jimp";
Console.WriteLine(sT.ToUpper( ));

// PRZEDMOT JIMP

Console.WriteLine(sT.ToLower( ));

// przedmiot jimp

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Porównania napisów

• Operatory

mog

stosowane dla porównania 2

napisów typu

string

• Metoda

Equals

( 2 wersje – klasowa i zwykła)

• ==

jest równowa

String.Equals

;

jest równowa

!String.Equals

string a = "Test";
string b = "Test";
if (a == b) ... // Wynik porównania: true

W.Kasprzak: JiPP 3

5. Klasy autonomiczne

Porównania napisów

• Metoda

Compare –

sprawdza kolejno

ść

leksykograficzn

Zwraca ujemn

warto

ść

, zero lub dodatni

warto

ść

Np.

string s1 = ”Ala”;

string s2 = ”Jola”;

int comp = String.Compare(s1, s2);

// wynik ujemny

• 3-argumentowa wersja

Compare

–

ignoruj lub nie

rozró

nienie „du

e / małe” litery.

Np.

string s1 = ”Ala”;

string s2 = ”ala”;

int comp =String.Compare(s1,s2, true);

//ignoruj róŜnicę

„a” „A”