úvod do programování v .NET a C# - referenční datové typy (pole, delegáty, třída object, třída string)

1. Programování v .NET a C#
Přednáška 02

2. Přednáší
Ing. Jan Hřídel
jan.hridel@upce.cz
www.hridel.com
V pochvalných i kritických tweetech z přednášky nezapomeňte
zmínit @h0nza.

3. Referenční datové typy

4. Pole

5. Pole
Společné prvky polí v C# a C++
● Indexují se od nuly.

6. Pole
Rozdílnosti polí v C# oproti C++
● Jsou dynamicky alokována (operátor new).
● Dealokaci provádí automatická správa paměti.
● Pracuje se s nimi pomocí referencí.
● S polem lze pracovat jako s celkem.
● Před každým přístupem k prvku se kontroluje, zda daný index leží v rozsahu
daném deklarací. Jinak se vyvolá výjimka System.IndexOutOfRange.

7. Pole
● Instance tříd odvozených od System.Array.
● Lze je použít v cyklu foreach – třída System.Array totiž implementuje
IEnumerable.
● Syntaxe specifikace jednorozměrného pole: typ_nepole[ ]

8. Pole
Syntaxe deklarace
● typ_jednorozměrného_pole identifikátor = new typ_nepole [ počet_prvkůnep
]
inicializátor_polenep
● typ_jednorozměrného_pole identifikátor = inicializátor_pole

9. Pole
Příklady deklarace
● int[] pole = new int[10];
● int[] pole = new int[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
● int[] pole = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
● pole = new int[5];

10. Pole
Příklady chybné deklarace
● int[] xpole = new int[3] {0, 1};
● int n = 4;
int[] xpole = new int[n] {0, 1, 2, 3};

11. Pole
Inicializace nového pole mimo deklaraci
● pole = new int[] {0, 1};
● pole = {0, 1, 2};

12. Pole
velikost
● vlastnost Length
static void VypisPole(int[] pole) {
for (int i = 0; i < pole.Length; i++)
Console.Write(pole[i] + " ");
}

13. Pole
Zkopírování obsahu jednoho pole do druhého pole stejného typu
● metoda CopyTo()
int[] pole2 = new int[15];
pole.CopyTo(pole2, 3);
Nakopíruje všechny prvky z pole do pole2. Zkopírované prvky budou začínat od indexu 3.
Nové pole musí být dostatečně velké, jinak se vyvolá výjimka
System.ArgumentException .

14. Pole
Další statické metody třídy System.Array
● ConstrainedCopy - Zkopíruje zadaný počet prvků jednoho pole od zadaného indexu do jiného pole
od zadaného indexu.
● Find - Vrací hodnotu prvního prvku, pro nějž je pravdivý zadaný predikát.
● FindLast - Vrací hodnotu posledního prvku, pro nějž je pravdivý zadaný predikát.
● FindIndex - Vrací index prvního prvku, pro nějž je pravdivý zadaný predikát.
● FindLastIndex - Vrací index posledního prvku, pro nějž je pravdivý zadaný predikát.
● Resize - Zvětší nebo zmenší velikost pole. Do nově alokovaného pole zkopíruje prvky původního
pole.

15. Vícerozměrná pole

16. Pole
Syntaxe specifikace vícerozměrného pole.
typ_nepole [ oddělovače_dimenzí ]
oddělovače_dimenzí - Jedna nebo více čárek. Pro n rozměrné pole se uvádí n-1
čárek.

17. Pole
Příklady deklarací vícerozměrných polí
● int[,] matice = new int[2, 3];
● int n = 2;
int[,,] matice3D = new int[2, 3, n*2];

18. Pole
Příklady deklarací vícerozměrných polí
● int[,] matice2 = new int[2, 3] { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 } };
● int[,] matice2 = new int[,] { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 } };

19. Pole
Přístup k prvku matice na řádku i ve sloupci j
matice[i, j]
Nelze použít zápis z C++
matice[i][j]

20. Pole
Vlastnosti a metody třídy System.Array pro vícerozměrná pole:
● Vlastnost Rank - Počet dimenzí pole.
● Vlastnost Length - Celkový počet prvků pole. Pro pole 2x3 má hodnotu 6.
● Metoda GetLength - Vrací počet prvků v zadané dimenzi pole.

21. Pole
static void VypisMatici(int[,] matice) {
for (int i = 0; i < matice.GetLength(0); i++) {
for (int j = 0; j < matice.GetLength(1); j++) {
Console.Write("{0,5}", matice[i,j]);
}
Console.WriteLine();
}
}

22. Pole
Jagged arrays - příklady
● int[][] neprPole = new int[2][];
neprPole[0] = new int[2] { 0, 1 };
neprPole[1] = new int[3] { 2, 3, 4 };
● int[][,] smisenePole;
Nepravidelné pole složené z pravidelných polích.

23. Delegáty

24. Delegáty
~ objektově zapouzdřené
ukazatele na metodu

25. Delegáty mohou obsahovat
● Adresu statické metody.
● Adresu nestatické metody spolu s adresou konkrétní instance.
Volání takové metody je podobné jako volání metody pomocí ukazatele v C++.

26. Delegáty - deklarace
modifikátornep
delegate typ jméno (seznam_parametrůnep
);
● modifikátor - Přístupová práva.
● typ - Návratové hodnoty metody, na níž budou delegáty tohoto typu ukazovat.
● jméno - Identifikátor, doporučuje se přípona Callback, nedoporučuje se přípona Delegate.
● seznam_parametrů - Seznam parametrů metody, na níž budou delegáty ukazovat. Jména
parametrů delegátu mohou být odlišná od jmen parametrů metody, na níž delegát ukazuje.

27. Delegáty - příklad
viz: https://drive.google.com/file/d/0B9PkcEfMNWOZd2RSZExaUkFJc2c/view?usp=sharing

28. Delegáty - kovariance a kontra-variance
Parametrem metody, na kterou instance
delegátu ukazuje, může být předek parametru
delegátu.
Návratovým typem metody, na kterou instance
delegátu ukazuje, může být potomek
návratového typu delegátu.
Předek a potomek musí být referenčního typu.

29. Delegát - anonymní metody
Blok příkazu přiřazený přímo instanci delegátu
delegate signatura_anonymní_metodynep
blok
● Seznam formálních parametrů anonym. metody v kulatých závorkách. Lze jej
vynechat, pokud nejsou parametry použity nebo se jedná o bezparametrový
delegát.
● Blok - Složený příkaz. Může obsahovat vnější proměnné (lokální proměnné
metody, v níž je anonymní metoda deklarována).

30. Delegát - anonymní metody - příklad
Viz: https://drive.google.com/file/d/0B9PkcEfMNWOZdnBwQ1hGSzVaNUk/view?
usp=sharing

31. Delegát
Odvozeny od třídy System.MulticastDelegate
Volání metody prostřednictvím delegátu je synchronní. Asynchronní volání lze
provést pomocí metod BeginInvoke a EndInvoke.

32. Vícenásobné delegáty

33. Vícenásobné delegáty
Ukazují na metody vracející void.
Jedna instance může obsahovat ukazatele na více metod.
Nové metody do delegátu lze přidat (operátor +=) i je z něho odebrat (operátor -=).
Při volání se zavolají všechny metody, na něž delegát ukazuje.
● V pořadí, v jakém byly do něho přidány.
● Jedna metoda může být obsažena vícekrát.

34. Vícenásobné delegáty - příklad
Viz: https://drive.google.com/file/d/0B9PkcEfMNWOZcU96MThjV2lWcU0/view?usp=sharing

35. Vícenásobné delegáty - trochu zvláštní
referenční typ
Operátorem přiřazení se sice tvoří kopie reference (stejně jako u třídy), ale jeho pozdější modifikací
(přidání či odebrání metody) prostřednictvím jedné reference se ta druhá bude odkazovat stále na
původní delegát.

36. Vícenásobné delegáty - trochu zvláštní
referenční typ - příklad
Stejný jako minulý s rozdílem ve funkci Main:
https://drive.google.com/file/d/0B9PkcEfMNWOZMWJoVXdqZ3VXczA/view?usp=sharing

37. Rozhraní

38. Rozhraní
Obsahuje pouze seznam metod, indexerů, vlastností a metod bez jejich definice
(těla).
Třída implementující rozhraní musí definovat všechny jeho složky.
Více viz přednáška o rozhraních.

39. Vybrané systémové třídy

40. Třída object
Synonymem pro System.Object – společný předek pro všechny datové typy (hodnotové i referenční)
Kromě bezparametrického konstruktoru disponuje metodami:
● bool Equals(object obj)
○ virtuální metoda vracející true, pokud instance this je rovna instanci obj
● bool Equals(object objA, object objB)
○ statická metoda vracející true, pokud instance objA je rovna instanci objB
● int GetHashCode()
○ virtuální metoda vracející hešovací kód instance – pro ukládání instance do hašovací tabulky
(System.Collections.Hashtable )

41. Třída object
● Type GetType()
○ Dává informaci o skutečném typu instance (vrací instanci třídy Type).
● bool ReferenceEquals(object objA, object objB)
○ Statická metoda, vrací true, pokud objA a objB se odkazují na stejnou instanci.
● string ToString()
○ Virtuální metoda vracející řetězec znaků charakterizující instanci.
● void Finalize()
○ Virtuální chráněná metoda, kterou volá automatická správa paměti těsně před dealokací
instance.
● Object MemberwiseClone()
○ Chráněná metoda. Vrací mělkou kopii (Shallow Copy) instance.
Pracuje se skutečným typem instance.

42. Třída object
Odkazy (reference) na třídu object lze v C# použít podobně jako ukazatel typu void* v C++.
Proměnné typu object lze přiřadit hodnotu představující odkaz na instanci jakékoli třídy (viz dále –
„zabalení“).
Potřebujeme-li pracovat s instancí, na kterou odkazuje proměnná typu „reference na object“, musí se
přetypovat. Program kontroluje, zda přetypování dává smysl. Pokud ne, vyvolá výjimku System.
InvalidCastException .

43. Třída string
Pro práci s řetězci.
Synonymum pro třídu System.String
Př.: string s = “Mladá Boleslav”;
Konstanta “Mladá Boleslav” je též instance třídy string. Ne pole znaků jako v C++.
Lze např. použít
int n = “Mladá Boleslav”.Length;

44. Třída string
Vybrané veřejné složky
● string(char[] s)
○ Konstruktor, který vytvoří řetězec z pole znaků.
● string(char c, int n)
○ Konstruktor, který vytvoří řetězec z n znaků c.
● Empty
○ Statická datová složka. Prázdný řetězec.
● Length
○ Vlastnost. Počet znaků řetězce.

45. Třída string
● Compare
○ Statické metody. Porovnává dva řetězce podle aktuální (či zadané) kultury, s ohledem či bez
ohledu na velikost písmen aj.
● Concat
○ Statické metody. Spojení několika řetězců, či jiných objektů, u kterých se nejprve volá
ToString().
● EndsWith
○ Metody. Vrací true, když řetězec končí zadaným řetězcem.

46. Třída string
● int IndexOf(char c)
○ Metoda vracející index prvního výskytu znaku c.
● string Insert(int idx, string s)
○ Vrací nový řetězec, který vznikne vložením řetězce s na pozici idx řetězce this. Ten se
nemění.
● string Remove(int idx, int n)
○ Vrací nový řetězec, který vznikne odstraněním n znaků z pozice idx řetězce this. Ten se
nemění.

47. Třída string
● StartWith
○ Metody vracející true, pokud řetězec začíná zadaným řetězcem.
● ToLower, ToUpper
○ Vrací nový řetězec, který vznikne převedením velikosti písmen řetězce this. Ten se nemění.
● string Trim
○ Vrací nový řetězec, který vznikne odstraněním bílých nebo zadaných znaků z počátku a konce
řetězce this. Ten se nemění.

48. Třída string
● bool Equals(object obj)
○ Metoda vracející true, pokud řetězec obj je shodný s řetězcem this.
○ Výsledek, resp. jeho negaci, této metody vrací též operátory == resp. !=
● + a +=
○ Operátory pro spojování řetězců.
● []
○ Operátory indexování pro přístup (jen pro čtení) ke znaku na zadané pozici.

49. Třída string
Řetězcový literál (konstanta) se zapisuje do uvozovek.
Př.
string s1 = "Řetězec s1, který bude vypsánnna více řádků.";
string s2 = "První část řetězce s2. " +
"Druhá část řetězce s2.";
string s3 = @"Doslovné řetězcové konstanty
mají před uvozovkama znak @.
Neimpretují se řídící n posloupnosti.";
Console.WriteLine("{0}nn{1}nn{2}", s1, s2, s3);

50. Třída string / StringBuilder
Řetězec v instanci string nelze měnit!
Pro úpravy slouží třída System.Text.StringBuilder
Metody Append, Remove, Replace, indexer [] a další.
Alokuje větší pole znaků než řetězec potřebuje. Kapacitu lze získat nebo nastavit skrze vlastnost
Capacity.

51. Thanks!
Ing. Jan Hřídel
@h0nza
jan.hridel@upce.cz
www.hridel.com