Библиотека программиста

Все, что необходимо начинающему и опытному программисту

Практический пример. Класс матрица.

В этом разделе рассматривается пример на перегрузку операторов.

// CSharpMatrix.cs
using System;

namespace CSharpApplication.ClassMatrixSample
{
    class Matrix
    {
        // Матрица
        int [,] mtr = null;
        // Размерности
        int M = 0, N = 0;

        // Свойство, возвращающее первую размерность
        public int FirstDimension
        {
            get
            {
                return M;
            }
        }
        // Свойство, возвращающее вторую размерность
        public int SecondDimension
        {
            get
            {
                return N;
            }
        }
        // Проверка на пустой объект
        public bool IsEmpty
        {
            get
            {
                return mtr == null;
            }
        }
        // Конструктор по умолчанию
        public Matrix()
        {
            // Создан для удобства работы
        }
        // Конструктор для создания матрицы произвольного вида
        public Matrix(int M, int N)
        {
            if(M <= 0 || N <= 0)
                return;

            this.M = M;
            this.N = N;
            mtr = new int[M, N];
        }
        // Аналог конструктора копирования
        public Matrix(Matrix m)
        {
            M = m.M;
            N = m.N;
            // Функция Clone() класса Array осуществляет
            // поверхностное копирование массива
            mtr = (int[,])m.mtr.Clone();
        }
        // Конструктор для создания объекта на основе массива
        public Matrix(int [,] m)
        {
            // Определение размерностей переданного массива
            M = m.GetLength(0);
            N = m.GetLength(1);
            mtr = (int[,])m.Clone();
        }
        // Создание копии массива (вместо оператора присваивания)
        public Matrix Copy()
        {
            // Вызов конструктора копирования
            return new Matrix(this);
        }
        // Индексатор для доступа к элементам матрицы
        public int this [int i, int j]
        {
            // Получение элемента с проверкой границ
            get
            {
                if(i < 0 || i >= M || j < 0 || j >= N)
                    throw new IndexOutOfRangeException();

                return mtr[i, j];
            }
            // Установка нового значения элемента с проверкой границ
            set
            {
                if(i < 0 || i >= M || j < 0 || j >= N)
                    throw new IndexOutOfRangeException();

                mtr[i, j] = value;
            }
        }
        // Перегруженный оператор + для сложения двух матриц
        public static Matrix operator + (Matrix m1, Matrix m2)
        {
            // В случае ошибки возвращаем пустой объект
            if(m1.M != m2.M || m1.N != m2.N)
                return new Matrix();

            // Сложение матриц

            Matrix Result = new Matrix(m1);
            for(int i = 0; i < Result.M; i++)
            {
                for(int j = 0; j < Result.N; j++)
                {
                    Result.mtr[i, j] += m2.mtr[i, j];
                }
            }

            return Result;
        }
        // Перегруженный оператор * для произведения двух матриц
        public static Matrix operator * (Matrix m1, Matrix m2)
        {
            // В случае ошибки возвращаем пустой объект
            if(m1.N != m2.M)
                return new Matrix();

            // Произведение матриц

            Matrix Result = new Matrix(m1.M, m2.N);
            for(int i = 0; i < m1.M; i++)
            {
                for(int j = 0; j < m2.N; j++)
                {
                    for(int k = 0; k < m1.N; k++)
                    {
                        Result.mtr[i, j] += m1.mtr[i, k] * m2.mtr[k, j];
                    }
                }               
            }

            return Result;
        }
        // Перегруженный оператор + для сложения матрицы с числом
        public static Matrix operator + (Matrix m1, int value)
        {
            Matrix Result = new Matrix(m1);
            for(int i = 0; i < Result.M; i++)
            {
                for(int j = 0; j < Result.N; j++)
                {
                    Result.mtr[i, j] += value;
                }
            }

            return Result;
        }
        // Перегруженный оператор * для произведения матрицы на число
        public static Matrix operator * (Matrix m1, int value)
        {
            Matrix Result = new Matrix(m1);
            for(int i = 0; i < m1.M; i++)
            {
                for(int j = 0; j < m1.N; j++)
                {
                    Result.mtr[i, j] *= value;
                }               
            }

            return Result;
        }    
        // Проверка на неравенство матриц (по элементам)
        public static bool operator != (Matrix m1, Matrix m2)
        {
            if(m1.M != m2.M || m1.N != m2.N)
                return true;

            for(int i = 0; i < m1.M; i++)
            {
                for(int j = 0; j < m1.N; j++)
                {
                    if(m1.mtr[i, j] != m2.mtr[i, j])
                        return true;
                }
            }

            return false;
        }
        // Проверка на равенство матриц (по элементам)
        public static bool operator == (Matrix m1, Matrix m2)
        {
            return !(m1 != m2);
        }
        // Переопределение унаследованной (неявно от класса Object)
        // функции Equals для проверки равенства объектов
        public override bool Equals(object obj) 
        {
            try 
            {
                return (bool) (this == (Matrix) obj);
            }
            catch
            {
                // Если obj не принадлежит классу Matrix
                return false;
            }
        }
        // Переопределение унаследованной (неявно от класса Object)
        // функции GetHashCode для возврата хэш-кода объекта
        public override int GetHashCode() 
        {
            // Не самый удачный вариант
            return M ^ N;
        }
        // Вывод матрицы на экран
        public void Print()
        {
            string s = new string('-', 79);
            Console.WriteLine(s);
            for(int i = 0; i < M; i++)
            {
                for(int j = 0; j < N; j++)
                {
                    Console.Write("{0,5}", mtr[i, j]);
                }
                Console.WriteLine();
            }
            Console.WriteLine(s);
        }
    }
}

// User.cs
using System;
using CSharpApplication.ClassMatrixSample;

namespace CSharpApplication.ClassTestSample
{
    class Test
    {
        // Тестирование возможностей класса
        static void Main()
        {
            int [,] a = new int[,] { 
					{ 1, 2, 3 }, 
					{ 4, 5, 6 }, 
					{ 7, 8, 9 } 
     				   };

            Matrix m = new Matrix(a);
            Console.WriteLine("m");
            m.Print();

            Matrix m1 = new Matrix(m);
            Console.WriteLine("m1");
            m1.Print();

            Matrix m2 = m1.Copy();
            Console.WriteLine("m2");
            m2.Print();

            m1 += m2 * 2;
            Console.WriteLine("m1");
            if(m1.IsEmpty)
            {
                Console.WriteLine("Empty object!!!");
            }
            else
            {
                m1.Print();
            }

            Matrix m3 = new Matrix();
            m3 *= m3;
            Console.WriteLine("m3");
            if(!m3.IsEmpty)
            {
                m3.Print();
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Empty object!!!");                
            }

            if(m1 == m2)
                Console.WriteLine("Equal");
            else
                Console.WriteLine("Not Equal");
        }
    }
}

Более подробную информацию можно получить, изучив практические 
примеры, или заглянув в MSDN.

Домашнее задание

Создать проект, в котором реализуются следующие классы: "Сотрудник", "Фирма". Соответственно, "Фирма" состоит из списка сотрудников, который может изменяться (количество и внутреннее содержимое). Необходимо реализовать следующие возможности: распечатки списка сотрудников при помощи оператора foreach, сравнение сотрудников между собой по должности (продумать возможность хранения табели о рангах), перегрузка операторов + и - для добавления и удаления сотрудников в фирму, соответственно.

<< Назад         В начало         Далее >>

Библиотека программиста. 2009.
Администратор: admin@programmer-lib.ru