Типы данных в программировании презентация

развитие Типов
Программирование Гистограммы
Недостатки реализации Гистограммы
Гистограмма в ООП
Сравнение ООП и функционального подхода

‘+’ зависит от типа данных
“12” + “34” = “1234”
12 + 34 = 46

Компилятор типизированного языка предупреждает многие ошибки.

Слайд

сложно.
Решить квадратное уравнение, систему 1000 линейных уравнений, многие дифференциальные уравнения – легко!
Составить меню на завтра – сложно!

Почему?

Слайд

уравнение в радикалах (не численно, а в виде формул)

Почему?

Слайд

Есть строки, есть целые числа и числа с плавающей точкой. Есть логические величины.

Но нет “Алгебраическое выражение”. Если бы такой тип был встроен в компьютер, то легко бы решалась и квадратное уравнение в общем виде!

Но сколько надо типов?

Слайд

подход в ООП:
Создать (разработать) необходимые типы для решения задачи
Применять типы для конкретных задач.

Слайд

метод воздействия на объект (взаимодействия с объектом)

Слайд

в языках программирования?
Как выполнить обмен значениями двух переменных? (a и b)
Приведите пример классов объектов из повседневной жизни
Что является экземпляром приведенного класса?

входные данные и подсчитывать появления событий каждого из заданных типов.

Слайд

событием будет считаться проезд по дороге автомобиля с определенной массой.
Заведем табличку: 0.5-1т 1-1.5т 1.5-2т 2-2.5т …
Будем наблюдать за дорогой и, когда проедет автомобиль, будем ставить птичку в соответствующую колонку.

Мы строим Гистограмму!

Слайд

наблюдений.

В ОИЯИ, в метеорологии, в статистических отчетах и пр.

Имеется соответствующее средство в Excel.

Слайд

от А до B.
Событием типа i считается попадание числа в интервал от А + i*(B-A)/N до А + (i + 1)*(B-A)/N.

Определить, сколько событий каждого типа было представлено во входном потоке.

d = (B-A)/N будем называть шагом гистограммы.

Вопрос. В каком диапазоне будет меняться i? Сколько всего видов событий определено в данной задаче?

Слайд

равен шаг гистограммы в примере с машинами?

его hist.

Хорошо бы иметь метод, который будет подсчитывать события по мере поступления данных.

Вопрос. Какова сигнатура метода?
Сигнатура – список параметров.

Слайд

B)
{
int i = (int) ((x-A)/((B-A)/h.Length));
if(i >= 0 && i < h.Length)
h[i]++;
}

- Что за формула?
- Зачем if?

Слайд

в примере с машинами на дороге означает x?
Что в примере с машинами означают A и B?

h.Length; i++)
Console.Write(“, {0}”, h[i]);
Console.WriteLine();
}

Что это?
Зачем первый Console.Write(h[0]);?

Слайд

[10];
for(int i = 0; i < 1000; i++)
Hist(10*r.NextDouble(), hist, 0, 10);

WriteHist(hist);
}
Сколько чисел мы увидим на консоли?

Слайд

нужны кроме массива hist?

Какова сигнатура метода для вычисления среднего?

Можно ли выяснить, какое событие было самым частым?

Можно ли вычислить разницу между количеством самых частых событий и самых редких?

Какие для этого нужны данные?

Какие можно рассматривать величины (вместо количества самых частых событий, количества самых редких, разницы между количеством самых частых и самых редких) что бы они не зависели от общего количества событий?

Слайд

0, d = (B-A)/h.Length;
int N = 0;
for(int i=0; i {
N += h[i];
sum += h[i]*((i+0.5)*d+A);
}
if(N>0)
return sum/N;
else
return 0;
}

Зачем 0.5 в sum += h[i]*((i+0.5)*d+A)?

Слайд

методом для вычисления события и его учета в массиве.
static void Hist(double x, int [] h, double A, double B)

Собственно недостатки:

Если гистограмму нужно передать в другой метод (MeanValue), то нужно передавать все эти три параметра.

Если гистограмм много, то программист должен следить, за тем, какая пара значений связана с каким из массивов.

Программист может изменить значения переменных или содержание массива. В этом случае гистограмма потеряет смысл.

Слайд

– описание типа объектов, т.е. их свойств, множества значений и действий, который можно выполнять над объектами данного типа.

Объект (экземпляр класса) – конкретный представитель класса.

Класс – фактически тип данных, объект – переменная.
Попробуем применить ООП для решения проблем гистограммы!

Слайд

double LeftEdge;
public double RightEdge;
public int [] Data; // Массив
}

Для использования класса нужно создать объект и работать с ним. Например, в Main:

Histogram h = new Histogram ();
h.LeftEdge = 0; h.RightEdge = 10; h.Data = new int [10];

Теперь вместо 3-х параметров в методы Hist и MeanValue можно передавать ТОЛЬКО ОДИН.

Слайд

данного типа.

public class Histogram { // Левая и правая граница
public double LeftEdge;
public double RightEdge;
public int [] Data; // Массив
public Histogram(double leftEdge, double rightEdge, int N)
{
LeftEdge = leftEdge;
RightEdge = rightEdge;
Data = new int[N];
}
}

Теперь можно в Main:
Histogram h = new Histogram (0, 10, 10); // Без дополнительных присваиваний

Слайд

данного типа.

public class Histogram {
…
public Histogram(double leftEdge, double rightEdge, int N)
{
…
}
}

Конструктор имеет то же имя, что и класс .
При объявлении конструктора нельзя указать тип возвращаемого значения.

Слайд

rightEdge, int N)
{
…
}

//Метод автоматически получает доступ к данным объекта!
public void Hist(double x)
{
int i = (int) ((x-LeftEdge)/((RightEdge-LeftEdge)/Data.Length));
if(i >= 0 && i < Data.Length)
Data[i]++;
}
}
Теперь можно в Main:
Histogram h = new Histogram (0, 10, 12);
h.Hist(x);

Слайд

rightEdge, int N){ … }
public void Hist(double x){ … }
public double MeanValue () {
double sum = 0, d = (RightEdge -LeftEdge)/Data.Length;
int N = 0;
for(int I = 0; I < Data.Length; i++)
{
N += Data [i];
sum += Data [i]*((i+0.5)*d + LeftEdge);
}
if(N>0) return sum/N;
else return 0;
}
}

Теперь можно в Main:
Double a = h.MeanValue();

Слайд

гистограммы (int [] Data, double LeftEdge, RightEdge ) и методы (Hist, MeanValue).

При создании каждого объекта класса Histogram все данные создаются автоматически.

При вызове метода Hist количество параметров уменьшилось, программист не сможет внести путаницы, ошибочно указывая с каким массивом и какими границами нужно выполнить действия.

При вызове метода MeanValue вообще не нужны параметры!

При построении большого (3-20) количества гистограмм это существенные преимущества!

Слайд

программировании?
Что такое Конструктор? В чем его особенности в C#?
Как создать объект в C#?
Как вызвать метод для конкретного объекта в C#?