Контрольная работа №1 (1). Интерфейсы. Коллекции

• Название: Интерфейсы. Коллекции
• Анкор: csharp
• Дата: 27.05.2021
• Размер: 38.88 Kb.
• Имя файла: Контрольная работа №1 (1).docx
• Тип: Лекции; #210717

Контрольная работа №1

Универсальные типы. Классы-коллекции. Методы расширения класса System.Linq.Enumerable

Цель: овладение основными приемами работы с классами-коллекциями.

Задачи:

1. 
   Изучить основные понятия лекции на тему «Интерфейсы. Коллекции».
   
2. 
   Выполнить задания (см. раздел Задания) в соответствии с вариантом.
   

Задания

Общая часть (для варианта 1 и варианта 2)

Во всех вариантах требуется определить универсальный делегат

delegate System.Collections.Generic.KeyValuePair GenerateElement(int j);

и универсальный класс TestCollections<TKey,TValue>, который содержит закрытые поля следующих типов

• 
  System.Collections.Generic.List;
  
• 
  System.Collections.Generic.List;
  
• 
  System.Collections.Generic.Dictionary;
  
• 
  System.Collections.Generic.Dictionary;
  
• 
  GenerateElement.
  

Конкретные значения типовых параметров TKey и TValue зависят от варианта.

В конструкторе класса TestCollections<TKey,TValue> создаются коллекции с заданным числом элементов. Надо сравнить время поиска элемента в коллекциях-списках List, время поиска элемента по ключу и элемента по значению в коллекциях-словарях Dictionary.

Для автоматической генерации элементов коллекций надо определить метод, который принимает один целочисленный параметр типа int и возвращает ссылку на объект типа KeyValuePair. Метод должен инициализировать объекты KeyValuePair так, чтобы соответствие между номером элемента и объектом TKey в паре ключ-значение было взаимно-однозначным.

Метод для автоматической генерации элементов коллекций передается в класс TestCollections через параметр конструктора класса. Для этого в классе TestCollections надо определить конструктор c двумя параметрами, имеющими тип int и GenerateElement. Через целочисленный параметр объектам класса передается число элементов в коллекциях, через экземпляр делегата GenerateElement – метод, который используется для автоматической генерации пары ключ-значение в виде объекта KeyValuePair.

Число элементов в коллекциях пользователь вводит в процессе работы приложения. Если при вводе была допущена ошибка, приложение должно обработать исключение, сообщить об ошибке ввода и повторить прием ввода до тех пор, пока не будет правильно введено целочисленное значение.

Для четырех разных элементов – первого, центрального, последнего и элемента, не входящего в коллекцию, – надо измерить время поиска

• 
  элемента в коллекциях List и List с помощью метода Contains;
  
• 
  элемента по ключу в коллекциях Dictionary и Dictionary с помощью метода ContainsKey;
  
• 
  значения элемента в коллекции Dictionary с помощью метода ContainsValue.
  

Так как статический метод для автоматической генерации элементов должен обеспечивать взаимно-однозначное соответствие между значением целочисленного параметра метода и объектами TKey, его можно использовать как при создании коллекций, так и для генерации элемента для поиска.


Вариант 1

Определить класс Exam, имеющий

• 
  свойство типа string, в котором хранится название предмета;
  
• 
  свойство типа int, в котором хранится оценка;
  
• 
  свойство типа System.DateTime для даты экзамена.
  

В классе Exam определить:

• 
  конструктор с параметрами типа string, int и DateTime для инициализации всех свойств класса;
  
• 
  конструктор без параметров, инициализирующий все свойства класса некоторыми значениями по умолчанию;
  
• 
  перегруженную(override) версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех свойств класса.
  

Определить класс Student, имеющий

• 
  закрытое поле типа Person, в котором хранятся данные студента;
  
• 
  закрытое поле типа Education для информации о форме обучения;
  
• 
  закрытое поле типа int для номера группы;
  
• 
  закрытое поле типа Exam [] для информации об экзаменах, которые сдал студент.
  

В классе Student определить конструкторы:

• 
  конструктор c параметрами типа Person, Education, int для инициализации соответствующих полей класса;
  
• 
  конструктор без параметров, инициализирующий поля класса значениями по умолчанию.
  

В классе Student определить

• 
  свойство типа Person для доступа к полю с данными студента;
  
• 
  свойство типа Education для доступа к полю с формой обучения;
  
• 
  свойство типа int для доступа к полю с номером группы;
  
• 
  свойство типа Exam [] для доступа к полю со списком экзаменов.
  

В классе Student определить

• 
  свойство типа double (только с методом get), в котором вычисляется средний балл как среднее значение оценок в списке сданных экзаменов;
  
• 
  индексатор булевского типа (только с методом get) с одним параметром типа Education; значение индексатора равно true, если значение поля с формой обучения студента совпадает со значением индекса, и false в противном случае;
  
• 
  метод voidAddExams (paramsExam []) для добавления элементов в список экзаменов;
  
• 
  перегруженную версию виртуального метода stringToString() для формирования строки со значениями всех полей класса, включая список экзаменов;
  
• 
  виртуальный метод stringToShortString(), который формирует строку со значениями всех полей класса без списка экзаменов, но со значением среднего балла.
  

В класс Exam добавить реализацию интерфейсов

• 
  System.IComparable для сравнения объектов типа Exam по названию предмета;
  
• 
  System.Collections.Generic.IComparer для сравнения объектов типа Exam по оценке.
  

Определить вспомогательный класс, реализующий интерфейс System.Collections.Generic.IComparer, который можно использовать для сравнения объектов типа Exam по дате экзамена.

В классе Student для списков зачетов и экзаменов использовать типы

• 
  System.Collections.Generic.List для списка зачетов;
  
• 
  System.Collections.Generic.List для списка экзаменов.
  

В классе Student определить методы для сортировки списка экзаменов

• 
  по названию предмета;
  
• 
  по оценке;
  
• 
  по дате экзамена.
  

Определить универсальный делегат

delegate TKey KeySelector(Student st);

Определить универсальный класс StudentCollection, содержащий коллекцию объектов Student, в котором для хранения коллекции используется тип System.Collections.Generic.Dictionary. Типовой параметр TKey универсального класса StudentCollection определяет тип ключа в коллекции Dictionary.

Метод, который используется для вычисления ключа при добавлении элемента Student в коллекцию класса StudentCollection<TKey>, отвечает делегату KeySelector<TKey> и передается StudentCollection<TKey> через параметр единственного конструктора класса.

Класс StudentCollection содержит

• 
  закрытое поле типа System.Collections.Generic.Dictionary;
  
• 
  закрытое поле типа KeySelector для хранения экземпляра делегата с методом, вычисляющим ключ для объекта Student;
  
• 
  конструктор c одним параметром типа KeySelector;
  
• 
  метод void AddDefaults(), c помощью которого можно добавить некоторое число элементов типа Student для инициализации коллекции по умолчанию;
  
• 
  метод void AddStudents (params Student[]) для добавления элементов в коллекцию Dictionary;
  
• 
  перегруженную версию виртуального метода string ToString() для формирования строки, содержащей информацию обо всех элементах коллекции Dictionary, в том числе значения всех полей класса Student, включая список зачетов и экзаменов;
  
• 
  метод string ToShortString(), который формирует строку c информацией обо всех элементах коллекции Dictionary, состоящую из значений всех полей, среднего балла, числа зачетов и экзаменов для каждого элемента Student, но без списка зачетов и экзаменов.
  

В классе StudentCollection определить свойства и методы, выполняющие операции со словарем Dictionary с использованием методов расширения класса System.Linq.Enumerable и статические методы-селекторы, которые необходимы для выполнения соответствующих операций с коллекцией:

• 
  свойство типа double (только с методом get), возвращающее максимальное значение среднего балла для элементов Dictionary; если в коллекции нет элементов, свойство возвращает некоторое значение по умолчанию; для поиска максимального значения среднего балла надо использовать метод Max класса System.Linq.Enumerable;
  
• 
  метод IEnumerable<KeyValuePair<TKey,Student>>EducationForm (Educationvalue), возвращающий подмножество элементов коллекции Dictionary с заданной формой обучения; для формирования подмножества использовать метод Where класса System.Linq.Enumerable;
  
• 
  свойство типа IEnumerable<IGrouping<Education,KeyValuePair<TKey, Student>>> (только с методом get), выполняющее группировку элементов коллекции Dictionary в зависимости от формы обучения студента с помощью метода Group класса System.Linq.Enumerable.
  

В методе Main()

1. 
   Создать объект типа StudentCollection. Добавить в коллекцию несколько разных элементов типа Student и вывести объект StudentCollection.
   

2. Для созданного объекта StudentCollection вызвать методы, выполняющие сортировку списка List<Student> по разным критериям, и после каждой сортировки вывести данные объекта. Выполнить сортировку

• 
  по фамилии студента;
  
• 
  по дате рождения;
  
• 
  по среднему баллу.
  

3. Вызвать методы класса StudentCollection, выполняющие операции со списком List<Student>, и после каждой операции вывести результат операции. Выполнить

• 
  вычисление максимального значения среднего балла для элементов списка;
  
• 
  фильтрацию списка для отбора студентов с формой обучения Education.Form;
  
• 
  группировку элементов списка по значению среднего балла; вывести все группы элементов.
  

4. Создать объект типа TestCollection. Вызвать метод для поиска в коллекциях первого, центрального, последнего и элемента, не входящего в коллекции. Вывести значения времени поиска для всех четырех случаев. Вывод должен содержать информацию о том, к какой коллекции и к какому элементу относится данное значение.

Вариант 2

Определить класс Article, имеющий

• 
  свойство типа Person, в котором хранятся данные автора статьи;
  
• 
  свойство типа string для названия статьи;
  
• 
  свойство типа double для рейтинга статьи.
  

В классе Article определить:

• 
  конструктор c параметрами типа Person, string, double для инициализации всех свойств класса;
  
• 
  конструктор без параметров, инициализирующий все свойства класса некоторыми значениями по умолчанию;
  
• 
  перегруженную(override) версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех свойств класса.
  

Определить класс Magazine, имеющий

• 
  закрытое поле типа string c названием журнала;
  
• 
  закрытое поле типа Frequency с информацией о периодичности выхода журнала;
  
• 
  закрытое поле типа DateTime c датой выхода журнала;
  
• 
  закрытое поле типа int с тиражом журнала;
  
• 
  закрытое поле типа Article [] со списком статей в журнале.
  

В классе Magazine определить конструкторы:

• 
  конструктор с параметрами типа string, Frequency, DateTime, int для инициализации соответствующих полей класса;
  
• 
  конструктор без параметров, инициализирующий поля класса значениями по умолчанию.
  

В классе Magazine определить

• 
  свойство типа string для доступа к полю с названием журнала;
  
• 
  свойство типа Frequency для доступа к полю с информацией о периодичности выхода журнала;
  
• 
  свойство типа DateTime для доступа к полю c датой выхода журнала;
  
• 
  свойство типа int для доступа к полю с тиражом журнала;
  
• 
  свойство типа Article [] для доступа к полю со списком статей.
  

В классе Magazine определить

• 
  свойство типа double (только с методом get), в котором вычисляется среднее значение рейтинга в списке статей;
  
• 
  индексатор булевского типа (только с методом get) с одним параметром типа Frequency; значение индексатора равно true, если значение поля типа Frequency совпадает со значением индекса, и false в противном случае;
  
• 
  метод void AddArticles (params Article[]) для добавления элементов в список статей в журнале;
  
• 
  перегруженную версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех полей класса, включая список статей;
  
• 
  виртуальный метод string ToShortString(), который формирует строку со значениями всех полей класса без списка статей, но со значением среднего рейтинга статей.
  

Определить класс Edition. Класс Edition имеет

• 
  защищенное(protected) поле типа string c названием издания;
  
• 
  защищенное поле типа DateTime c датой выхода издания;
  
• 
  защищенное поле типа int с тиражом издания.
  

В классе Edition определить:

• 
  конструктор с параметрами типа string, DateTime, int для инициализации соответствующих полей класса;
  
• 
  конструктор без параметров для инициализации по умолчанию;
  
• 
  свойства c методами get и set для доступа к полям типа;
  
• 
  виртуальный метод object DeepCopy();
  
• 
  свойство типа int с методами get и set для доступа к полю с тиражом издания; в методе set свойства бросить исключение, если присваиваемое значение отрицательно. При создании объекта-исключения использовать один из определенных в библиотеке CLR классов-исключений, инициализировать объект-исключение с помощью конструктора с параметром типа string, в сообщении передать информацию о допустимых значениях свойства.
  

В классе Edition переопределить (override):

• 
  виртуальный метод virtial bool Equals (object obj) и определить операции == и != так, чтобы равенство объектов типа Edition трактовалось как совпадение всех данных объектов, а не ссылок на объекты Edition;
  
• 
  виртуальный метод int GetHashCode();
  
• 
  перегруженную версию виртуального метода string ToString() для формирования строки со значениями всех полей класса.
  

В класс Article добавить реализации интерфейсов

• 
  System.IComparable для сравнения объектов типа Article по названию статьи;
  
• 
  System.Collections.Generic.IComparer
  для сравнения объектов типа Article по фамилии автора.
  

Определить вспомогательный класс, реализующий интерфейс System.Collections.Generic.IComparer

, который можно использовать для сравнения объектов типа Article по рейтингу статьи.

В классе Magazine использовать типы

• 
  System.Collections.Generic.List
  для списка редакторов журнала;
  
• 
  System.Collections.Generic.List
  для списка статей в журнале.
  

В классе Magazine определить методы для сортировки списка статей

• 
  по названию статьи;
  
• 
  по фамилии автора;
  
• 
  по рейтингу статьи.
  

Определить универсальный делегат

delegate TKey KeySelector(Magazine mg);

Определить универсальный класс MagazineCollection, содержащий коллекцию объектов типа Magazine, в котором для хранения коллекции используется тип System.Collections.Generic.Dictionary. Типовой параметр TKey универсального класса MagazineCollection определяет тип ключа в коллекции Dictionary.

Метод, который используется для вычисления ключа при добавлении элемента Magazine в коллекцию класса MagazineCollection, отвечает делегату KeySelector и передается MagazineCollection через параметр единственного конструктора класса.

Класс MagazineCollection содержит

• 
  закрытое поле типа System.Collections.Generic.Dictionary;
  
• 
  закрытое поле типа KeySelector для хранения экземпляра делегата с методом, вычисляющим ключ для объекта Magazine;
  
• 
  конструктор c одним параметром типа KeySelector;
  
• 
  метод void AddDefaults(), c помощью которого можно добавить некоторое число элементов типа Magazine для инициализации коллекции по умолчанию;
  
• 
  метод void AddMagazines (params Magazine[]) для добавления элементов в коллекцию Dictionary<TKey, Magazine>;
  
• 
  перегруженную версию виртуального метода string ToString() для формирования строки, содержащей информацию обо всех элементах коллекции Dictionary, в том числе значения всех полей, включая список редакторов издания и список статей в журнале для каждого элемента Magazine;
  
• 
  метод string ToShortString(), который формирует строку с информацией обо всех элементах коллекции Dictionary, содержащую значения всех полей, значение среднего рейтинга статей, число редакторов издания и число статей в журнале для каждого элемента Magazine, но без списков редакторов и статей.
  

В классе MagazineCollection определить свойства и методы, выполняющие операции со словарем Dictionary с использованием методов расширения класса System.Linq.Enumerable и статические методы-селекторы, которые необходимы для выполнения соответствующих операций с коллекцией:

• 
  свойство типа double (только с методом get), возвращающее максимальное значение среднего рейтинга статей для элементов коллекции; если в коллекции нет элементов, свойство возвращает некоторое значение по умолчанию; для поиска максимального значения среднего рейтинга статей надо использовать метод Max класса System.Linq.Enumerable;
  
• 
  метод Enumerable<KeyValuePair<TKey,Magazine>> FrequencyGroup (Frequencyvalue), возвращающий подмножество элементов коллекции Dictionary с заданной периодичностью выхода журнала; для формирования подмножества использовать метод Where класса System.Linq.Enumerable;
  
• 
  свойство типа IEnumerable<IGrouping<Frequency, KeyValuePair<TKey,Magazine >>> (только с методом get), выполняющее группировку элементов коллекции Dictionary в зависимости от периодичности выхода журнала с помощью метода Group класса System.Linq.Enumerable.
  

В методе Main()

1. Создать объект Magazine и вызвать методы, выполняющие сортировку списка List

статей в журнале по разным критериям, после каждой сортировки вывести данные объекта. Выполнить сортировку

• 
  по названию статьи;
  
• 
  по фамилии автора;
  
• 
  по рейтингу статьи.
  

2. Создать объект MagazineCollection. Добавить в коллекцию несколько разных элементов типа Magazine и вывести объект MagazineCollection.

3. Вызвать методы класса MagazineCollection, выполняющие операции с коллекцией-словарем Dictionary, и после каждой операции вывести результат операции. Выполнить

• 
  вычисление максимального значения среднего рейтинга статей для элементов коллекции;
  
• 
  вызвать метод FrequencyGroup для выбора журналов с заданной периодичностью выхода;
  
• 
  вызвать свойство класса, выполняющее группировку элементов коллекции по периодичности выхода; вывести все группы элементов.
  

4. Создать объект типа TestCollection. Ввести число элементов в коллекциях и вызвать метод для поиска первого, центрального, последнего и элемента, не входящего в коллекции. Вывести значения времени поиска для всех четырех случаев.

Контрольные вопросы

1. 
   Что представляет собой коллекция (контейнер)? В какой сборке определены коллекции?
   
2. 
   Что подразумевается под управлением коллекцией?
   
3. 
   На какие группы можно разделить контейнеры? Какие элементы входят в эти группы?
   
4. 
   Назовите и охарактеризуйте основные последовательные контейнеры.
   
5. 
   Что представляют собой ассоциативные множества (словари)? Из каких типов они состоят?
   
6. 
   Какой класс используется для реализации словарей? Назовите требования к реализации словарей.
   
7. 
   Приведите синтаксис инициализации словаря и добавления в него элемента.
   
8. 
   Какие существуют способы проверки отсутствия в словаре ключа?
   
9. 
   Назовите особенности и приведите примеры инициализации коллекций.
   
10. 
    Что представляет собой итератор и какие основные возможности он предоставляет?