Текст книги "C# 4.0: полное руководство"

Автор книги: Герберт Шилдт

сообщить о нарушении

Текущая страница: 60 (всего у книги 83 страниц)

public static void Sort(Array keys, Array items, int index, int length) – Сортирует по нарастающей два одномерных массива в.заданных пределах, начиная с элемента, указываемого по индексу index, и включая число элементов, определяемых параметром length. Массив keys содержит ключи сортировки, а массив i terns — значения, связанные с этими ключами. Следовательно, оба массива должны содержать пары “ключ-значение". После сортировки элементы обоих массивов располагаются в заданных пределах по порядку возрастания ключей

public static void Sort(TKey[] keys, TValue[] items, int index, int length) – Сортирует по нарастающей два одномерных массива в заданных пределах, начиная с элемента, указываемого по индексу index, и включая число элементов, определяемых параметром length. Массив keys содержит ключи сортировки, а массив i terns – значения, связанные с этими ключами. Следовательно, оба массива должны содержать пары “ключ-значение". После сортировки элементы обоих массивов располагаются в заданных пределах по порядку возрастания ключей

public static void Sort(Array keys, Array items, int index, int length, IComparer comparer) – Сортирует по нарастающей два одномерных массива в заданных пределах, начиная с элемента, указываемого по индексу index, и включая число элементов, определяемых параметром length, а также используя способ сравнения, задаваемый параметром comparer. Массив keys содержит ключи сортировки, а массив items — значения, связанные с этими ключами. Следовательно, эти два массива должны содержать пары “ключ-значение". После сортировки элементы обоих массивов располагаются в заданных пределах по порядку возрастания ключей

public static void Sort(TKey[] keys, TV items, int index, int length, Icomparer comparer) – Сортирует по нарастающей два одномерных массива в заданных пределах, начиная с элемента, указываемого по индексу index, и включая число элементов, определяемых параметром length, а также используя способ сравнения, задаваемый параметром comparer. Массив keys содержит ключи сортировки,,а массив items — значения, связанные с этими ключами. Следовательно, эти два массива должны содержать пары .“ключ-значение". После сортировки элементы обоих массивов располагаются в заданных пределах по порядку возрастания ключей

public static bool TrueForAll(T[] array, Predicatematch) – Возвращает логическое значение true, если все элементы массива array удовлетворяют условию предиката, задаваемого параметром match. Если один или более элементов этого массива не удовлетворяют заданному условию, то возвращается логическое значение false

Сортировка и поиск в массивах

Содержимое массива нередко приходится сортировать. Для этой цели в классе Array предусмотрен обширный ряд сортирующих методов. Так, с помощью разных вариантов метода Sort() можно отсортировать массив полностью или в заданных пределах либо отсортировать два массива, содержащих соответствующие пары «ключ-значение». После сортировки в массиве можно осуществить эффективный поиск, используя разные варианты метода BinarySearch(). В качестве примера ниже приведена программа, в которой демонстрируется применение методов Sort() и BinarySearch() для сортировки и поиска в массиве значений типа int.

// Отсортировать массив и найти в нем значение.

using System;

class SortDemo {

  static void Main() {

    int[] nums = { 5, 4, 6, 3, 14, 9, 8, 17, 1, 24, -1, 0 };

    // Отобразить исходный порядок следования.

    Console.Write("Исходный порядок следования: ");

    foreach(int i in nums)

      Console.Write(i + " ") ;

    Console.WriteLine();

    // Отсортировать массив.

    Array.Sort(nums);

    // Отобразить порядок следования после сортировки.

    Console.Write("Порядок следования после сортировки: ");

    foreach(int i in nums)

      Console.Write(i + " ");

    Console.WriteLine();

    // Найти значение 14.

    int idx = Array.BinarySearch(nums, 14);

    Console.WriteLine("Индекс элемента массива со значением 14: " + idx) ;

  }

}

Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.

Исходный порядок следования: 5 4 6 3 14 9 8 17 1 24 -1 0

Порядок следования после сортировки: -1 0 1 3 4 5 6 8 9 14 17 24

Индекс элемента массива со значением 14: 9

В приведенном выше примере массив состоит из элементов типа int, который относится к категории типов значений. Все методы, определенные в классе Array, автоматически доступны для обработки массивов всех встроенных в C# типов значений. Но в отношении массивов ссылок на объекты это правило может и не соблюдаться. Так, для сортировки массива ссылок на объекты в классе типа этих объектов должен быть реализован интерфейс IComparable или IComparable. Если же ни один из этих интерфейсов не реализован в данном классе, то во время выполнения программы может возникнуть исключительная ситуация в связи с попыткой отсортировать подобный массив или осуществить в нем поиск. Правда, реализовать оба интерфейса, IComparable и IComparable, совсем нетрудно.

В интерфейсе IComparable определяется один метод.

int CompareTo(object obj)

В этом методе значение вызывающего объекта сравнивается со значением объекта, определяемого параметром obj. Если значение вызывающего объекта больше, чем у объекта obj, то возвращается положительное значение; если оба значения равны – нулевое значение, а если значение вызывающего объекта меньше, чем у объекта obj, – отрицательное значение.

Интерфейс IComparable является обобщенным вариантом интерфейса IComparable. Поэтому в нем определен следующий обобщенный вариант метода CompareTo().

int CompareTo(Т other)

Обобщенный вариант метода CompareTo() действует аналогично необобщенному его варианту. В нем значение вызывающего объекта также сравнивается со значением объекта, определяемого параметром other. Если значение вызывающего объекта больше, чем у объекта other, то возвращается положительное значение; если оба значения равны – нулевое значение, а если значение вызывающего объекта меньше, чем у объекта other, – отрицательное значение. Преимущество интерфейса IComparable заключается в том, что он обеспечивает типовую безопасность, поскольку в этом случае тип обрабатываемых данных указывается явным образом, а следовательно, никакого приведения типа object сравниваемого объекта к нужному типу не требуется. В качестве примера ниже приведена программа, в которой демонстрируются сортировка и поиск в массиве объектов определяемого пользователем класса.

// Отсортировать массив объектов и осуществить в нем поиск,

using System;

class MyClass : IComparable {

  public int i;

  public MyClass(int x) {

    i = x;

  }

  // Реализовать интерфейс IComparable.

  public int CompareTo(MyClass v) {

    return i – v.i;

  }

  public bool Equals(MyClass v) {

    return i == v.i;

  }

}

class SortDemo {

  static void Main() {

    MyClass[] nums = new MyClass[5];

    nums[0] = new MyClass(5);

    nums[1] = new MyClass(2);

    nums[2] = new MyClass(3);

    nums[3] = new MyClass(4);

    nums[4] = new MyClass(1);

    // Отобразить исходный порядок следования.

    Console.Write("Исходный порядок следования: ");

    foreach (MyClass о in nums)

      Console.Write(о.i + " ");

    Console.WriteLine();

    // Отсортировать массив.

    Array.Sort(nums);

    // Отобразить порядок следования после сортировки.

    Console.Write("Порядок следования после сортировки: ");

    foreach (MyClass о in nums)

      Console.Write(о.i + " ");

    Console.WriteLine();

    // Найти объект MyClass(2).

    MyClass x = new MyClass(2);

    int idx = Array.BinarySearch(nums, x);

    Console.WriteLine("Индекс элемента массива с объектом MyClass(2): " + idx);

  }

}

При выполнении этой программы получается следующий результат.

Исходный порядок следования: 5 2 3 4 1

Порядок следования после сортировки: 1 2 3 4 5

Индекс элемента массива с объектом MyClass(2): 1

При сортировке или поиске в массиве строк может возникнуть потребность явно указать способ сравнения символьных строк. Так, если массив будет сортироваться с использованием одних настроек культурной среды, а поиск в нем – с помощью других настроек, то во избежание ошибок, скорее всего, придется явно указать способ сравнения. Аналогичная ситуация возникает и в том случае, если требуется отсортировать массив символьных строк при настройках культурной среды, отличающихся от текущих. Для выхода из подобных ситуаций можно передать экземпляр объекта типа StringComparer параметру типа IComparer, который поддерживается в целом ряде перегружаемых вариантов методов Sort() и BinarySearch().

–

ПРИМЕЧАНИЕ

Более подробно особенности сравнения строк рассматриваются в главе 22.

–

Класс StringComparer объявляется в пространстве имен System и реализует, среди прочего, интерфейсы IComparer и IComparer<Т>. Поэтому экземпляр объекта типа StringComparer может быть передан в качестве аргумента параметру типа IComparer. Кроме того, в классе StringComparer определен ряд доступных только для чтения свойств, возвращающих экземпляр объекта типа StringComparer и поддерживающих различные способы сравнения символьных строк. Все эти свойства перечислены ниже.

Свойство – Способ сравнения

public static StringComparer CurrentCulture {get; } – С учетом регистра и культурной среды

public static StringComparer CurrentCulturelgnoreCase {get; } – Без учета регистра, но с учетом культурной среды

public static StringComparer InvariantCulture {get; } – С учетом регистра и безотносительно к культурной среде

public static StringComparer InvariantCulturelgnoreCase {get; } – Без учета регистра и безотносительно к культурной среде

public static StringComparer Ordinal {get; } – Порядковое сравнение с учетом регистра

public static StringComparer OrdinallgnoreCase {get; } – Порядковое сравнение без учета регистра

Передавая явным образом экземпляр объекта типа StringComparer, можно совершенно однозначно определить порядок сортировки или поиска в массиве. Например, в приведенном фрагменте кода сортировка и поиск в массиве символьных строк осуществляется с помощью свойства StringComparer.Ordinal.

string[] strs = { «xyz», «one» , «beta», «Alpha» };

// ...

Array.Sort(strs, StringComparer.Ordinal);

int idx = Array.BinarySearch(strs, «beta», StringComparer.Ordinal);

Обращение содержимого массива

Иногда оказывается полезно обратить содержимое массива и, в частности, отсортировать по убывающей массив, отсортированный по нарастающей. Для такого обращения массива достаточно вызвать метод Reverse(). С его помощью можно обратить содержимое массива полностью или частично. Этот процесс демонстрируется в приведенной ниже программе.

// Обратить содержимое массива.

using System;

class ReverseDemo {

  static void Main() {

    int[] nums = { 1, 2, 3, 4, 5 };

    // Отобразить исходный порядок следования.

    Console.Write("Исходный порядок следования: ");

    foreach(int i in nums)

      Console.Write(i + " ");

    Console.WriteLine();

    // Обратить весь массив.

    Array.Reverse(nums);

    // Отобразить обратный порядок следования.

    Console.Write("Обратный порядок следования: ");

    foreach(int i in nums)

      Console.Write (i + " ");

    Console.WriteLine();

    // Обратить часть массива.

    Array.Reverse(nums, 1, 3);

    // Отобразить обратный порядок следования.

    Console.Write("Частично обращенный порядок следования: ");

    foreach(int i in nums)

      Console.Write(i + " ");

    Console.WriteLine();

  }

}

Эта программа дает следующий результат.

Исходный порядок следования: 1 2 3 4 5

Обратный порядок следования: 5 4 3 2 1

Частично обращенный порядок следования: 5 2 3 4 1

Копирование массива

Полное или частичное копирование одного массива в другой – это еще одна весьма распространенная операция с массивами. Для копирования содержимого массива служит метод Сору(). В зависимости от его варианта копирование элементов исходного массива осуществляется в начало или в средину целевого массива. Применение метода Сору() демонстрируется в приведенном ниже примере программы.

// Скопировать массив.

using System;

class CopyDemo {

  static void Main() {

    int[] source = { 1, 2, 3, 4, 5 };

    int[] target = { 11, 12, 13, 14, 15 };

    int[] source2 = { -1, -2, -3, -4, -5 };

    // Отобразить исходный массив.

    Console.Write("Исходный массив: ");

    foreach (int i in source)

      Console.Write(i + " ");

    Console.WriteLine();

    // Отобразить исходное содержимое целевого массива.

    Console.Write("Исходное содержимое целевого массива: ");

    foreach (int i in target)

      Console.Write(i +" ");

    Console.WriteLine();

    // Скопировать весь массив.

    Array.Copy(source, target, source.Length);

    // Отобразить копию.

    Console.Write("Целевой массив после копирования: ");

    foreach (int i in target)

      Console.Write(i + " ");

    Console.WriteLine();

    // Скопировать в средину целевого массива.

    Array.Copy(source2, 2, target, 3, 2);

    // Отобразить копию.

    Console.Write("Целевой массив после частичного копирования: ");

    foreach (int i in target)

      Console.Write(i + " ");

    Console.WriteLine();

  }

}

Выполнение этой программы дает следующий результат.

Исходный массив: 1 2 3 4 5

Исходное содержимое целевого массива: 11 12 13 14 15

Целевой массив после копирования: 1 2 3 4 5

Целевой массив после частичного копирования: 1 2 3 -3 -4

Применение предиката

Предикат представляет собой делегат типа System.Predicate, возвращающий логическое значение true или false в зависимости от некоторого условия. Он объявляется следующим образом.

public delegate bool Predicate (T obj)

Объект, проверяемый по заданному условию, передается в качестве параметра obj. Если объект obj удовлетворяет заданному условию, то предикат должен возвратить логическое значение true, в противном случае – логическое значение false. Предикаты используются в ряде методов класса Array, включая: Exists(), Find(), Findlndex() и FindAll().

В приведенном ниже примере программы демонстрируется применение предиката с целью определить, содержится ли в целочисленном массиве отрицательное значение. Если такое значение обнаруживается, то данная программа извлекает первое отрицательное значение, найденное в массиве. Для этого в ней используются методы Exists() и Find().

//Подемострировать применеие предикатного делегата

using System;

class PredDemo {

  // Предикатный метод, возвращающий логическое значение true,

  // если значение переменной v оказывается отрицательным,

  static bool IsNeg(int v) {

    if (v < 0) return true;

    return false;

  }

  static void Main() {

    int[] nums = { 1, 4, -1, 5, -9 };

    Console.Write("Содержимое массива nums: ");

    foreach (int i in nums)

      Console.Write(i + " ");

    Console.WriteLine();

    // Сначала проверить, содержит ли массив nums отрицательное значение,

    if (Array.Exists(nums, PredDemo.IsNeg)) {

      Console.WriteLine(«Массив nums содержит отрицательное значение.»);

      // Затем найти первое отрицательное значение" в массиве,

      int x = Array.Find(nums, PredDemo.IsNeg);

      Console.WriteLine("Первое отрицательное значение: " + x);

    }

    else

      Console.WriteLine(«В массиве nums отсутствуют отрицательные значения.»);

  }

}

Эта программа дает следующий результат.

Содержимое массива nums: 1 4 -1 5 -9

Массив nums содержит отрицательное значение.

Первое отрицательное значение: -1

В данном примере программы в качестве предиката методам Exists() и Find() передается метод IsNeg(). Обратите внимание на следующее объявление метода IsNeg().

static bool IsNeg (int v) {

Методы Exists() и Find() автоматически и по порядку передают элементы массива переменной v. Следовательно, после каждого вызова метода IsNeg() переменная v будет содержать следующий элемент массива.

Применение делегата Action

Делегат Action применяется в методе Array.ForEach() для выполнения заданного действия над каждым элементом массива. Существуют разные формы делегата Action, отличающиеся числом параметров типа. Ниже приведена одна из таких форм.

public delegate void Action (T obj)

В этой форме объект, над которым должно выполняться действие, передается в качестве параметра obj. Когда же эта форма делегата Action применяется в методе Array.ForEach(), то каждый элемент массива передается по порядку объекту obj.

Следовательно, используя делегат Action и метод ForEach(), можно в одном операторе выполнить заданную операцию над целым массивом.

В приведенном ниже примере программы демонстрируется применение делегата Action и метода ForEach(). Сначала в ней создается массив объектов класса MyClass, а затем используется метод Show() для отображения значений, извлекаемых из этого массива. Далее эти значения становятся отрицательными с помощью метода Neg(). И наконец, метод Show() используется еще раз для отображения отрицательных значений. Все эти операции выполняются посредством вызовов метода ForEach().

// Продемонстрировать применение делегата Action.

using System;

class MyClass {

  public int i;

  public MyClass(int x) {

    i = x;

  }

}

class ActionDemo {

  // Метод делегата Action, отображающий значение, которое ему передается,

  static void Show(MyClass о) {

    Console.Write(о.i + " ");

  }

  // Еще один метод делегата Action, делающий

  // отрицательным значение, которое ему передается.

  static void Neg(MyClass o) {

    o.i = -o.i;

  }

  static void Main() {

    MyClass[] nums = new MyClass[5];

    nums[0] = new MyClass(5);

    nums[1] = new MyClass(2);

    nums[2] = new MyClass(3);

    nums[3] = new MyClass(4);

    nums[4] = new MyClass(1);

    Console.Write("Содержимое массива nums: ");

    // Выполнить действие для отображения значений.

    Array.ForEach(nums, ActionDemo.Show);

    Console.WriteLine();

    // Выполнить действие для отрицания значений.

    Array.ForEach(nums, ActionDemo.Neg);

    Console.Write("Содержимое массива nums после отрицания: ");

    // Выполнить действие для повторного отображения значений.

    Array.ForEach(nums, ActionDemo.Show);

  }

}

Ниже приведен результат выполнения этой программы.

Содержимое массива nums: 5 2 3 4 1

Содержимое массива nums после отрицания: -5 -2 -3 -4 -1

Класс BitConverter

В программировании нередко требуется преобразовать встроенный тип данных в массив байтов. Допустим, что на некоторое устройство требуется отправить целое значение, но сделать это нужно отдельными байтами, передаваемыми по очереди. Часто возникает и обратная ситуация, когда данные получаются из устройства в виде упорядоченной последовательности байтов, которые требуется преобразовать в один из встроенных типов. Для подобных преобразований в среде .NET предусмотрен отдельный класс BitConverter.

Класс BitConverter является статическим. Он содержит методы, приведенные в табл. 21.13. Кроме того, в нем определено следующее поле.

public static readonly bool IsLittleEndian

Это поле принимает логическое значение true, если в текущей среде сначала сохраняется младший байт слова, а затем старший. Это так называемый формат с прямым порядком байтов. А если в текущей среде сначала сохраняется старший байт слова, а затем младший, то поле IsLittleEndian принимает логическое значение false. Это так называемый формат с обратным порядком байтов. В компьютерах с процессором Intel Pentium используется формат с прямым порядком байтов.

Таблица 21.13. Методы, определенные в классе BitConverter

Метод -  Назначение

public static long DoubleToInt64Bits (double value) – Преобразует значение value в целочисленное значение типа long и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (bool value) – Преобразует значение value в однобайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (char value) – Преобразует значение value в двухбайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (double value) – Преобразует значение value в восьмибайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (float value) – Преобразует значение value в четырехбайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (int value) – Преобразует значение value в четырехбайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (long value) – Преобразует значение value в восьмибайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (short value) – Преобразует значение value в двухбайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (uint value) – Преобразует значение value в четырехбайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes (ulong value) – Преобразует значение value в восьмибайтовый массив и возвращает результат

public static byte[] GetBytes(ushortvalue) – Преобразует значение value в двухбайтовый массив и возвращает результат

public static double Int64BitsToDouble(long value) – Преобразует значение value в значение типа double и возвращает результат

public static bool ToBoolean(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует байт из элемента массива, указываемого по индексу value [startlndex], в эквивалентное значение типа bool и возвращает результат. Ненулевое значение преобразуется в логическое значение true, а нулевое – в логическое значение false

public static char ToChar(byte[]value, int index) – Преобразует два байта, начиная с элемента массива value [ index], в эквивалентное значение типа char и возвращает результат

public static double – ToDouble(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует восемь байтов, начиная с элемента массива value [startlndex], в эквивалентное значение типа double и возвращает результат

public static short Tolntl6(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует два байта, начиная с элемента массива value [startlndex], в эквивалентное значение типа short и возвращает результат

public static int ToInt32(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует четыре байта, начиная с элемента массива value [startlndex], в эквивалентное значение типа int и возвращает результат

public static long ToInt64(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует восемь байтов, начиная с элемента массива value [startlndex], в эквивалентное значение типа long и возвращает результат

public static float ToSingle(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует четыре байта, начиная с элемента массива value [startlndex], в эквивалентное значение типа float и возвращает результат

public static string ToString(byte[]value) – Преобразует байты из массива value в символьную строку. Строка содержит шестнадцатеричные значения, связанные с этими байтами и разделенные дефисами

public static string ToString(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует байты из массива value в символьную строку, начиная с элемента value[startindex]. Строка содержит шестнадцатеричные значения, связанные с этими байтами и разделенные дефисами

public static string ToString(byte[]value, intstartlndex,int length) – Преобразует байты из массива value в символьную строку, начиная с элемента value [ startlndex] и включая число элементов, определяемых параметром length. Строка содержит шестнадцатеричные значения, связанные с этими байтами и разделенные дефисами

public static ushort ToUIntl6(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует два байта, начиная с элемента массива value [startlndex], в эквивалентное значение типа ushort и возвращает результат

public static uint ToUInt32(byte[]value, intstartlndex) – Преобразует четыре байта, начиная с элемента массива value[startlndex], в эквивалентное значение типа uint и возвращает результат

public static ulong ToUInt64(byte[] value, intstartlndex) – Преобразует восемь байтов, начиная с элемента массива value[startlndex], в эквивалентное значение типа ulong и возвращает результат