Module 7

Module 7 Essential of Object-Oriented Programming

‫برنامه ای بنویسید تعداد نام یک لیست‬ ‫را از کاربر پرس یده و س پس نامها را‬ ‫بخوان د و در انته ا لیس ت مرتب شده‬ ‫اسامی را چاپ کند؟‬

using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace ConsoleApplication1 { class Program { static void Main(string[] args) { string[] names; int num; Console.Write("How many names?"); string tempstr=Console.ReadLine(); names=new string[Int32.Parse(tempstr)]; for (int i = 0; i < names.Length;i++) names[i]=Console.ReadLine(); for (int i = 0; i < names.Length;i++) for (int j = i; j < names.Length; j++) {//compare is case sensitive (Upeercase are greater) if (string.Compare(names[i].ToLower(), names[j].ToLower()) > 0) { tempstr = names[i]; names[i] = names[j]; names[j] = tempstr; } } foreach(string temp in names) Console.Write(" {0}",temp); Console.ReadKey(); } } }

‫زبان ‪ #C‬از زبانهای شیئی گرا می باشد‪.‬‬ ‫زبانهای شی ئی گرا بر ا ساس کل سها ساخته‬ ‫شده اند‪.‬‬ ‫عم ل طبق ه بندی توس ط کلس ها انجام می‬ ‫شود‪.‬‬ ‫ب ه عنوان مثال تمام اتومبیلها دارای رفتار‬ ‫(مث ل راندن‪ ،‬توق ف‪).... ،‬و خاصیتهای‬ ‫مشترکی(دارای چهار چرخ‪ ،‬دارای موتور)‬ ‫هستند‪ .‬بنابراین می توان تمام آنها را در یک‬ ‫کلس به نام ‪ Car‬قرار داد‪.‬‬ ‫از کلس ها تنه ا برای طبقه بندی اشیاء‬ ‫حقیق ی اس تفاده نم ی شود‪ .‬بلک ه موجودیت‬

‫شیئ‬ ‫یک نمونه از یک کلس را شئی گویند‪.‬‬ ‫در مثال قبل در صورتی که واژه ‪ car‬به‬ ‫یک طبقه از اشیاء اشاره کند منظور ما‬ ‫کلس می باشد‪ .‬و در صورتی که واژه‬ ‫‪ car‬به ی ک خودرو خاص اشاره کند‬ ‫منظور ما یک شیئی می باشد‪.‬‬ ‫در برنام ه نویس ی کلس را ب ا کلمه‬ ‫کلیدی ‪ class‬معرف ی م ی کنن د و یک‬ ‫نمونه خاص از یک کلس را ‪ instance‬آن‬ ‫کلس می نامند‪.‬‬

‫سه مشخصه اشیاء‬ ‫‪( )1Identity‬هویت) ‪ :‬ویژگی که توسط آن می‬ ‫توان یک شیئی را از اشیاء دیگر متمایز نمود‬ ‫هویت نامیده می شود‪.‬‬ ‫مثال ‪ :‬دو همس ایه دارای دو خودرو از یک‬ ‫مدل و ب ا مشخص اتی کامل شبی ه ب ه هم‬ ‫هس تند‪ .‬ای ن دو خود رو توس ط ویژگی پلک‬ ‫کامل قابل تمیز می باشند‪.‬‬ ‫هر شیئی در داخل یک برنامه دارای آدرسی‬ ‫خاص می باشد که توسط این آدرس از سایر‬ ‫اشیاء قابل تشخیص است‪.‬‬ ‫بعض ی از کلس ها دارای صفاتی (‪)Attribute‬‬ ‫هستند که توسط آنها نیز می توان اشیاء را‬ ‫از ه م تشخی ص داد‪ .‬مثل شماره کارمندی‪،‬‬

‫‪ : )2Behavior‬هر شیئ ی‪ ،‬ی ک واس ط با‬ ‫اس تفاده از تعدادی عمل (‪)operation‬‬ ‫فراه م م ی آورد‪ .‬بعض ی از این اعمال‬ ‫عم ل بروزرسانی و پردازش داده های‬ ‫داخل شیئی را انجام می دهند‪ .‬و بعضی‬ ‫دیگ ر عموم ی ت ر بوده و وظیفه مندی‬ ‫کلی در کل سیستم را بر عهده دارند‪.‬‬

‫‪ : )3State‬هر شئی حاوی مقداری داده‬ ‫می باشد‪ .‬مقاد یر داده ای که در داخل‬ ‫یک شیئی نگهداری می شوند حالت آن‬ ‫شئ ی را تعیی ن م ی کنند‪ .‬کلسها را‬ ‫معمول به گونه ای طراحی می کنند که‬ ‫متغیی ر های آنه ا از خارج کلس قابل‬ ‫دسترس نبوده و تنها از طریق متدهای‬ ‫داخل کلس بتوان داده ها را تغییر داد‪.‬‬

‫‪Struct‬ها معمول فاق د مت د م ی باشند‬ ‫ولی کلسها دارای متد هستند‪.‬‬ ‫در ‪ #C‬انواع ارائ ه شده توس ط کلسها‬ ‫‪ Refrence Type‬نامیده می‬ ‫نوعهای‬ ‫شوند‪.‬‬ ‫بر خلف کلسها معمول اطلعات داخل‬ ‫ساختارها از بیرون قابل دسترسی می‬ ‫باشند‪.‬‬ ‫‪ Struct‬ها ‪ Value Type‬هستند‪.‬‬

‫‪Refrence Type‬‬

‫‪Value Type‬‬

‫نوع داده هایی که در پائین ترین سطح‬ ‫برنام ه ه ا معرف ی م ی شوند ‪Values‬‬ ‫‪ Type‬نامیده م ی شوند‪ .‬و در حقیقت‬ ‫المانهای ی هس تند ک ه س ازنده سایر‬ ‫موجودیتها نرم افزاری می باشند‪.‬‬ ‫‪ Refrence Type‬ها عموما در سطح بالتر‬ ‫نرم افزار دیده م ی شون د و بر اساس‬ ‫موجودیتهای نرم افزاری کوچکتر‬ ‫ساخته شده اند‪.‬‬

‫کپسوله سازی‬ ‫کپسوله سازی دارای دو جنبه می باشد ‪:‬‬ ‫‪ ‬ترکی ب داده ه ا و مت د ه ا در داخ ل ی ک موجودیت‬ ‫واحد‬ ‫‪ ‬کنترل دسترسی به اعضاء موجودیت‬

‫ه ر شیئ ی دارای داده های اختصاصی مربوط به خود می‬ ‫باشد‪.‬و تساوی متغییرها به معنی یکی بودن اشیاء نیست‪.‬‬

‫در صورتی که بخواهیم مقادیری عددی یکساتی را در داخل تمام اشیاء‬ ‫یک کلس ب ه اشتراک بگذاریم‪ .‬ذخیره این مقدار در تمام اشیاء ایده‬ ‫مناسبی نیست‪.‬‬

‫دلیل نامناسب بودن ایده تکرار یک‬ ‫متغییر‬ ‫باعث می شود یک داده تکراری در‬ ‫تمام اشیاء تکرار شده و سبب‬ ‫اتلف حافظه گردد‪.‬‬ ‫در ص ورتی ک ه بخواهیم مقدار‬ ‫تکراری را اص لح کنی م این مقدار‬ ‫در تمامی اشیاء باید اصلح شود‪.‬‬

‫راه حل‬ ‫برای آنکه بتوانیم یک داده مشترک تعریف کنیم‬ ‫نبای د آنرا در س طح اشیاء ب ه اشتراک بگذاریم‬ ‫بلک ه عنص ر مشترک بای د در س طح کلس به‬ ‫اشتراک گذاشته شود‪.‬‬

‫برای ب ه اشتراک گذاشت ن داده ها در‬ ‫سطح کلس با ید داده ها را به صورت‬ ‫‪ Static‬تعریف نمود‪.‬‬ ‫داده تعری ف شده ب ه صورت ‪ static‬در‬ ‫داخل کلس مربوط به کلس می باشد‬ ‫و حتی اگر از کلس مورد نظر شیئی‬ ‫ساخته نشود باز ه م ای ن متغیی ر قابل‬ ‫دسترس خواهد بود‪.‬‬

‫ب ا تعری ف متغییره ا در س طح کلس این نیاز‬ ‫بوجود می آید که بتوان متد های کلس را نیز‬ ‫در سطح کلس فراخوانی نمود‪ .‬این هدف با‬ ‫استفاده از متد های نوع ‪ static‬قابل دستیابی‬ ‫می باشد‪.‬‬ ‫مت د های اس تاتیک را ب ا نام کلس می توان‬ ‫فراخوانی نمود و فراخوانی آنها از طریق نام‬ ‫شیئ ی امکان پذی ر نم ی باشد‪ .‬بنابرای نمی‬ ‫توان برای فراخوان ی متدهای استاتیک از‬ ‫عملگر ‪ this‬استفاده نمود‪.‬‬ ‫متد های غیر استاتیک را نمی توان در سطح‬ ‫کلس فراخوانی نمود‪.‬‬ ‫ی ک مت د اس تاتیک امکان دس ترسی ب ه متغییر‬ ‫ها و متدهای غیر استاتیک را ندارد‪ .‬بنابراین‬

‫با تعریف داده های استاتیک از نوع ‪ Private‬و‬ ‫تعریف متد های استاتیک نوع ‪ Public‬می توان‬ ‫به داده های استاتیک دسترسی داشت‪.‬‬

‫برنامه زیر تعداد اتومبیلهای یک مسابقه‬ ‫ را محاسبه می کند‬:

namespace ConsoleApplication1 { class carsinrace { private static int numstatic; private int num; public static int getnumber() { return numstatic; } public void inc() { numstatic++; num++; } } class Program { static void Main(string[] args) { carsinrace rd = new carsinrace(); rd.inc(); carsinrace pk = new carsinrace(); pk.inc(); Console.WriteLine("value of num is {0}",carsinrace.getnumber()); Console.ReadKey(); } }}

‫متدهای استاتیک می توانند با استفاده از ارجاع به یک شیئ به‬ .‫تمام اعضاء آن دسترسی داشته باشند‬ class Time { ... public static void Reset(Time t) { t.hours = 0; // Okay t.minutes = 0; // Okay hour = 0; // compile-time error minute = 0 // compile-time error } private int hour, minute; }

‫یک کلس نمونه‬ class BankAccount { public void Withdraw(decimal amount) { ... } public void Deposit(decimal amount) { ... } private decimal balance; private string name; }

: ‫مثال‬ class BankAccount { public void Deposit(decimal amount) { balance += amount; } private decimal balance; }

class BankRobber { public void StealFrom(BankAccount underAttack) { underAttack.balance -= 999999M;//Fail } }

:‫مثال برای داده استاتیک‬ class BankAccount { public void Deposit(decimal amount) { ... } public static void Main( ) { ... } ... private decimal balance; private static decimal interestRate; }

‫دو کلس زیر معادل یکدیگر هستند‬ class BankAccount { ... decimal balance; } class BankAccount { ... private decimal balance; }

Value ‫تولید یک متغییر از نوع‬ type struct Time { public int hour, minute; } class Program { static void Main( ) { Time now; now.hour = 11; now.minute = 59; ... } }

‫زمانی که یک متغییر از نوع ‪ Value Type‬معرفی می‬ ‫شود در حقیقت فضای لزم در حافظه برای نگهداری‬ ‫آن ایجاد م ی شود‪ .‬بنابرای ن در مثال قب ل ب ا تعریف‬ ‫متغییر ‪ now‬بلفاصله متغییر قابل استفاده خواهد بود‪.‬‬ ‫با ایجاد یک متغییر از نوع ‪ Value Type‬حتما باید ابتدا‬ ‫به آنها مقدار اولیه نسبت داده شود تا بتوان آنها را‬ ‫خواند‪.‬‬ ‫حوزه متغیی ر های از نوع ‪ Value Type‬محدود به‬ ‫بلوک ی اس ت ک ه در داخ ل آ ن تعری ف شده ان د و با‬ ‫خروج از بلوک از بین خواهند رفت‪.‬‬

Refrence ‫ایجاد یک متغییر از نوع‬ type class Time // NOTE: Time is now a class { public int hour, minute; } class Program { static void Main( ) { Time now; now.hour = 11; now.minute = 59; ... } }

‫ب ا معرف ی ی ک متغییر از نوع ‪Refrence Type‬‬ ‫فقط یک اشاره گر تولید خواهد شد که قابلیت‬ ‫اشاره ب ه متغی ر مربوط ه را خواهد داشت‪ .‬در‬ ‫مثال قبلی با تعریف متغییر ‪ Now‬شیئی از نوع‬ ‫‪ Time‬نخواهیم داشت‪ .‬و کد ارائه شده با پیام‬ ‫خطای‬ ‫‪error CS0165: Use of possibly‬‬ ‫‪'unassigned local variable 'now‬‬ ‫روبرو خواهد شد‪.‬‬

‫اصلح کد‬ ‫برای برطرف نمودن مشکل بای د ب ا اس تفاده از عملگر ‪New‬‬ ‫یک شیئی تولید کنیم که ‪ Now‬به آن اشاره کند‪ .‬بنابراین‪:‬‬ ‫‪class Program‬‬ ‫{‬ ‫) (‪static void Main‬‬ ‫{‬ ‫;) (‪Time now = new Time‬‬ ‫;‪now.hour = 11‬‬ ‫;‪now.minute = 59‬‬ ‫‪...‬‬ ‫}‬ ‫}‬

‫آیا کد زیر به درستی اجرا خواهد‬ ‫شد‬ class Program { static void Main( ) { Time now = new Time( ); Console.WriteLine(now.hour); // writes 0 Console.WriteLine(now.minute); // writes 0 ... } }

‫عملگر ‪this‬‬ ‫عملگ ر ‪ this‬به شیئ ی اشاره م ی کن د ک ه متد‬ ‫مربوط ه از داخ ل آ ن فراخوان ی شده است‪.‬‬ ‫‪this‬‬ ‫یک ی از کاربردهای عملگر ‪Call‬‬ ‫‪ Chaining‬می باشد‪.‬‬

‫‪class BankAccount‬‬ ‫{‬ ‫)‪public void SetName(string name‬‬ ‫{‬ ‫;‪name = name‬‬ ‫}‬ ‫;‪private string name‬‬ ‫}‬ ‫ه ر دو شناس ه ‪ Name‬به عنوان پارامت ر شناخت ه می‬ ‫شوند و هیچ تاثیری بر روی شناسه ‪ name‬خصوصی‬ ‫ا ین کلس ندارند‪ .‬برای حل ا ین مش کل دو راه حل‬ ‫وجود دارد‪ .‬ا) تغییر نام پارامتر ‪ )2‬استفاده از شناسه‬ ‫‪this‬‬

: ‫مثال‬ class Book { public Book SetAuthor(string author) { this.author = author; return this; } public Book SetTitle(string title) { this. title = title; return this; } private string author, title; }

class Usage { static void Chained(Book good) { good.SetAuthor(“Fowler”).SetTitle(“Refactoring”); } static void NotChained(Book good) { good.SetAuthor(“Fowler”); good.SetTitle(“Refactoring”); } }

‫ایجاد کلسهای تودرتو‬

‫در داخل یک کلس می توان هر کدام از انواع‬ ‫زیر را تعریف نمود‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬

‫‪Class‬‬ ‫‪Struct‬‬ ‫‪Interface‬‬ ‫‪Enum‬‬ ‫‪Delegate‬‬

‫ تعریف‬Bank ‫ داخل کلس‬Account ‫فرض بر آنست که‬ :‫شده است‬ // Program.cs class Program { static void Main( ) { Account yours = new Account( ); // compile-time error } } // end of file c:\> csc Program.cs error CS0234: The type...'Account' does not exist in the class...'Program'

‫ ای ن ک د ب ه درستی اجرا‬:‫مثال‬ ‫خواهد شد چرا؟‬ class Bank { class Account( ) { ... } Account OpenAccount( ) { return new Account ( ); } }

‫مزایای استفاده از کلسهای‬ ‫تودرتو‬ ‫به کمک آنها می توان تعداد نامهای موجود به‬ ‫صورت ‪ Global‬را کاهش داد‪.‬‬ ‫می توان کلسها را دسته بندی نمود به عنوان‬ ‫مثال می توان بجای ‪ BankAccount‬از اسم‬ ‫‪ Bank .Account‬استفاده نمود‪.‬‬

‫کلسهای تودرتو را می توان به‬ ‫صورت عمومی یا خصوصی‬ ‫تعریف نمود‪.‬‬

class Bank { private class AccountNumberGenerator( ) { ... } } class Program { static void Main( ) { // Compile time error Bank.AccountNumberGenerator variable; } }

:‫ مثال‬.‫کلسهای نوع خصوصی تنها در کلس حاوی آنها قابل استفاده خواهد بود‬ class Bank { public class Account { public void Setup( ) { NumberSetter.Set(this); balance = 0M; } private class NumberSetter { public static void Set(Account a) { a.number = nextNumber++; } private static int nextNumber = 2311; } private int number; private decimal balance; } } ‫ دسترسی داشته‬NumberSetter ‫ می تواند به‬Account.Setup .‫باشد‬

‫ارث بری‬

‫وراثت‬ ‫وراث ت رابط ه ای ک ه در س طح کلس مشخ ص می‬ ‫شود‪.‬‬ ‫ی ک کلس جدی د م ی توان د از کلس قدیم ی مشتق‬ ‫شود‪.‬‬ ‫کلس ‪ Musician‬کلس پایه و ‪ Violin Player‬کلس‬ ‫مشتق شده نامیده می شود‪ .‬کلس مشتق شده تمام‬ ‫خص وصیتهای کلس پای ه را ب ه ارث م ی برد مثل اگر‬ ‫کلس ‪ Musician‬دارای متد ‪TuneYourInstrument‬‬ ‫باش د تمام کلس های مشت ق شده نی ز دارای ای ن متد‬ ‫خواهند بود‪.‬‬ ‫هر تغییر در کلس پایه در تمام کلسهای مشتق شده‬ ‫منعکس خواهد شد ‪ .‬به عنوان مثال اضافه نمودن یک‬ ‫متد به کلس پایه باعث اضافه شدن متد جدید به تمام‬ ‫کلسهای مشتق شده خواهد شد‪.‬‬

‫سلسله مراتب کلسها‬

‫وراثت چندگانه‬

‫وراث ت چن د گانه در ‪ #C‬محدود شده‬ ‫است ‪ .‬هر کلس می تواند حداکثر از یک‬ ‫کلس و تعداد نامحدود ‪ Interface‬مشتق‬ ‫شود‪.‬‬

(Polymorphism) ‫چند شکلی‬

Abstract Classes

Interface

‫واسط و ‪ Abstract class‬از آن بابت که از هیچ‬ ‫کدام نمی توان نمونه شیئ ساخت مشابه هم‬ ‫هس تند‪ .‬ام ا تفاوت آنه ا در آ ن اس ت که‬ ‫‪ Abstract class‬می توان د حاوی کد پیاده‬ ‫سازی باشد ولی در یک واسط به هیچ عنوان‬ ‫امکان پیاده سازی وجود ندارد‪ .‬و در واسطها‬ ‫فقط متدها معرفی می شوند و نمی توان‬ ‫متغییر تعریف نمود‪ .‬و به عبارت دیگر واسط‬ ‫کلی تر از ‪ Abstract Class‬است‪.‬‬ ‫زمان ی ک ه از ی ک واس ط مشت ق م ی گیریم‬ ‫گفته می شود که آنرا پیاده سازی نموده ایم‪.‬‬ ‫زمان ی ک ه از ی ک کلس حقیق ی یا ‪Abstract‬‬ ‫مشتق می سازیم می گوییم کلس مربوطه‬

‫مقید سازی زودهنگام و دیر هنگام‬