Постановка задачи

Начну с описания содержательной постановки задачи. Вначале некоторая преамбула. В системе типов языка C# есть несколько типов, задающих различные подмножества арифметического типа данных - int, double и другие. Для значения x любого из этих типов хорошо бы уметь вычислять математические функции - , и другие. Встраивать вычисление этих функций в каждый из классов, задающих соответствующий арифметический подтип, кажется неразумным. Поэтому в библиотеку FCL включен класс Math, методы которого позволяют вычислять по заданному аргументу нужную математическую функцию. Класс Math является примером статического класса, играющего единственную роль - роль модуля. У этого класса нет собственных данных, если не считать двух математических констант - и , а его методы являются сервисами, которые он предоставляет другим классам.

Построим аналог класса Math и поместим этот класс в DLL, что позволит повторно использовать его, присоединяя при необходимости к различным проектам. В нашем примере не будем моделировать все сервисы класса Math. Ограничимся рассмотрением вычисления функции . Эту функцию, как и другие математические функции, можно вычислить, используя разложение в ряд Тэйлора:

(1.1)

Детали вычислений, использующих формулу 1.1, отложим на момент реализации. А пока продолжим уточнять цель нашего примера. Итак, мы хотим построить DLL, содержащей класс, являющийся аналогом класса Math из библиотеки FCL. Затем мы хотим построить консольный проект, позволяющий провести тестирование корректности вычислений функций построенного нами класса. Затем мы построим Windows-проект, интерфейс которого позволит провести некоторые интересные исследования. Все три проекта будут находиться в одном Решении.

7.2. Создание DLL - проекта типа "Class Library"

Запустим Visual Studio 2008, со стартовой страницы перейдем к созданию проекта и в качестве типа проекта укажем тип "Class Library". В открывшемся окне создания DLL, показанном на рис. 1.5, все поля заполнены значениями по умолчанию. Как правило, их следует переопределить, задавая собственную информацию.

увеличить изображение
Рис. 1.5. Создание проекта DLL

В поле Name задается имя строящейся DLL - MathTools в нашем случае.

В поле Location указывается путь к папке, где будет храниться Решение, содержащее проект. Для Решений этого курса создана специальная папка.

В поле Solution выбран элемент "Create New Solution", создающий новое Решение. Альтернативой является элемент списка, указывающий, что проект может быть добавлен к существующему Решению.

В окне Solution Name задано имя Решения. Здесь выбрано имя Ch1, указывающее на то, что все проекты первой лекции вложены в одно Решение.

Обратите внимание и на другие установки, сделанные в этом окне, - включен флажок (по умолчанию) "Create directory for solution", в верхнем окошке из списка возможных каркасов выбран каркас Framework .Net 3.5. Задав требуемые установки и щелкнув по кнопке "OK", получим автоматически построенную заготовку проекта DLL, открытую в среде разработки проектов Visual Studio 2008 . На рис. 1.6 показан внешний вид среды с построенным Решением и проектом.

увеличить изображение
Рис. 1.6. Среда Visual Studio 2008 с начальным проектом DLL

Среду разработки можно настраивать, открывая или закрывая те или иные окна, перемещая и располагая их по своему вкусу. Это делается стандартным способом, и я не буду на этом останавливаться.

В окне проектов Solution Explorer показано Решение с именем "Ch1", содержащее проект DLL с именем "MathTools". В папке "Properties" проект содержит файл с описанием сборки - ее имя и другие характеристики. В папке "References" лежат ссылки на основные пространства имен библиотеки FCL, которые могут понадобиться в процессе работы DLL.

Поскольку всякая DLL содержит один или несколько классов, то для одного класса, которому по умолчанию дано имя "Class1", заготовка построена. Класс этот, показанный в окне кода, пока что пуст - не содержит никаких элементов.

Построенный автоматически класс вложен в пространство имен, которое по умолчанию получило имя, совпадающее с именем проекта - MathTools. Перед именем пространства заданы четыре предложения using, играющие роль инструкций для компилятора. В этих предложениях указываются имена пространств имен, присоединенных к проекту. Когда в коде создаваемого класса нужно сослаться на класс из пространств, указанных в предложениях using, можно задавать собственное имя этого класса, опуская имя пространства.

Мы рассмотрели подготовительную часть работы, которую Visual Studio 2008 выполнила для нас. Дальше предстоит потрудиться самим. С чего следует начать? С переименования! Важное правило стиля программирования говорит, что имена классов должны быть содержательными. Изменим имя "Class1" на имя "MyMath". Как следует правильно изменять имена объектов в проектах? Никак не вручную. В окне кода проекта выделите имя изменяемого объекта, затем в главном меню выберите пункт Refactor и подпункт Rename. В открывшемся окне укажите новое имя. Тогда будут показаны все места, требующие переименования объекта. В данном случае будет только одна очевидная замена, но в общем случае замен много, так что автоматическая замена всех вхождений крайне полезна.

Следующий шаг также продиктован правилом стиля: имя класса и имя файла, хранящего класс, должны совпадать. Переименование имени файла делается непосредственно в окне проектов Solution Explorer.

И следующий шаг продиктован крайне важным правилом стиля, имеющим собственное название: правило "И не вздумайте!", которое гласит - "И не вздумайте написать класс без заголовочного комментария". Для добавления документируемого комментария достаточно в строке, предшествующей заголовку класса, набрать три подряд идущих слеша (три косых черты). В результате перед заголовком класса появится заголовочный комментарий - тэг "summary", в который и следует добавить краткое, но содержательное описание сути класса. Тэги "summary", которыми следует сопровождать классы, открытые (public) методы и поля класса играют три важные роли. Они облегчают разработку и сопровождение проекта, делая его самодокументируемым. Клиенты класса при создании объектов класса получают интеллектуальную подсказку, поясняющую суть того, что можно делать с объектами. Специальный инструментарий позволяет построить документацию по проекту, включающую информацию из тегов "summary". В нашем случае комментарий к классу MyMath может быть достаточно простым - "Аналог класса Math библиотеки FCL".

Поскольку мы хотим создать аналог класса Math, в нашем классе должны быть аналогичные методы. Начнем, как уже говорилось, с метода, позволяющего вычислить функцию . Заголовок метода сделаем такой же, как и в классе аналоге. Согласно правилу стиля "И не вздумайте" зададим заголовочный комментарий к методу. В результате в тело класса добавим следующий код:

Осталось написать реализацию вычисления функции, заданную формулой 1.1. Как и во всяком реальном программировании для этого требуется знание некоторых алгоритмов. Алгоритмы вычисления конечных и бесконечных сумм относятся к элементарным алгоритмам, изучаемым в самом начале программистских курсов. Хотя этот курс я пишу в ориентации на лиц, владеющих программированием и основами алгоритмических знаний, но я хотел бы, чтобы он был доступен и для тех, для кого C# является первым языком программирования. Поэтому прежде чем написать программный текст, скажем несколько слов о том, как вычислять конечные и бесконечные суммы, аналогичные формуле 1.1, которая задает вычисление функции . Искушенные читатели могут пропустить этот текст.