Передмова

У наш час iснує велика кiлькiсть програмного забезпечення для для вирiшення задач у найрiзноманiтнiших галузях людської дiяльностi. Однак

часто виникає необхiднiсть самостiйного написання бiблiотек програмного забезпечення для заданої замовником предметної галузi. Для цього по-

трiбнi прикладнi програмiсти високого рiвня квалiфiкацiї. У пропонованому пiдручнику викладено основи проектування програмного забезпече-

ння. Матерiал базується на мовi C#. Деякi роздiли мають унiверсальний характер, їхнє засвоєння дозволить читачу надалi ефективно використо-

вувати iншi мови програмування. Це роздiли, присвяченi складностi алгоритмiв, типiзацiї даних, поданню даних у комп’ютерi (цiкавий факт неви-

конання асоцiативного закону арифметики), машинному нулю, машиннiй точностi обчислень, програмiстським умовам зупинки обчислення нескiн-

ченних сум i добуткiв, оптимальнiй реалiзацiї обчислень, автоматнiй технологiї програмування. Наведено також алгоритми обробки iнформацiї

на рiзних структурах даних: простих, структурованих, усiляких видах зв’язних спискiв. Пiдручник дозволить навчитися програмувати всiм ба-

жаючим, але особливо корисний вiн буде для студентiв спецiальностей «Iнформатика» та «Програмна iнженерiя». Автори висловлюють щиру

подяку рецензентам за кориснi поради.

            Змiст

1 Вступ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1 Перша програма . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2 Об’єкти програми . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.3 Змiнна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.4 Ключове слово var . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.5 Константи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.6 Програмування з використанням елементiв ООП . . . . . . . 12

1.7 Атрибути private, public, protected . . . . . . . . . . . . . . . 18

1.8 Конструктор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2 Oснови алгоритмiзацiї . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.1 Властивостi алгоритмiв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

2.2 Класифiкацiя внутрiшнiх структур алгоритмiв . . . . . . . . 23

2.3 Складнiсть алгоритмiв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.4 Складнiсть задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.5 Завдання для самостiйної роботи . . . . . . . . . . . . . . . . 36

3 Оператори мови C# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.1 Простi оператори . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.1.1 Порожнiй оператор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.1.2 Складений оператор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.2 Умовний оператор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.3 Тернарний оператор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.4 Оператор-перемикач switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.5 Оператор циклу for . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.6 Оператор foreach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.7 Оператори do-while, while . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.8 Оператор continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.9 Оператор break . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.10 Оператор goto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.11 Оператор return . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

4 Булевi функцiї та вирази . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

4.1 Булевi функцiї . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

4.2 Булевi вирази . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

4.3 Завдання для самостiйної роботи . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5 Типи даних . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

5.1 Простi типи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

5.2 Перерахування . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

5.3 Масиви . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

5.4 Завдання для самостiйної роботи . . . . . . . . . . . . . . . . 74

6 Зображення чисел у комп’ютерi . . . . . . . . . . . . . . . . 76

6.1 Системи числення . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

6.2 Правила переведення чисел з однiєї системи числення в iншу 78

6.3 Правило визначення точностi зображення . . . . . . . . . . . 81

6.4 Двiйкова арифметика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

6.4.1 Додавання двiйкових чисел . . . . . . . . . . . . . . . 84

6.4.2 Зображення вiд’ємних чисел . . . . . . . . . . . . . . . 85

6.4.3 Вiднiмання двiйкових чисел . . . . . . . . . . . . . . . 88

6.4.4 Множення двiйкових чисел . . . . . . . . . . . . . . . 89

6.4.5 Дiлення двiйкових чисел . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

6.5 Ознака переповнення розрядної сiтки при арифметичних

операцiях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

6.6 Зображення цiлих чисел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

6.7 Зображення дiйсних чисел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

6.8 Керування машинним зображенням чисел та особливостi

виконання арифметичних операцiй . . . . . . . . . . . . . . . 98

6.9 Завдання для самостiйної роботи . . . . . . . . . . . . . . . . 101

7 Класи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

7.1 Класи у C# . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

7.1.1 Поля та константи класу . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

7.1.2 Модифiкатор static . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

7.2 Правила доступу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

7.3 Конструктори класiв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

7.3.1 Конструктори екземплярiв класiв . . . . . . . . . . . 109

7.3.2 Статичний конструктор . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

7.3.3 Порядок iнiцiалiзацiї полiв та виклик конструкторiв . 115

7.4 Властивостi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

7.5 Iндексатори . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

7.6 Спадкування класiв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

7.6.1 Спадкування й проблеми доступу . . . . . . . . . . . 129

7.6.2 Припинення спадкування. . . . . . . . . . . . . . . . . 130

7.7 Полiморфiзм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

7.7.1 Пiдтиповий полiморфiзм: перевизначення методiв . . 130

7.7.2 Спецiальний (ad-hoc) полiморфiзм: перевантаження

операторiв . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

7.7.3 Перевантаження операторiв порiвняння . . . . . . . . 143

7.8 Властивостi статичних класiв та статичних членiв класiв . . 149

7.9 Абстрактнi класи, методи, властивостi . . . . . . . . . . . . . 150

7.10 Iнтерфейси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

7.11 Комбiнований iнтерфейс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

7.11.1 Використання властивостей у iнтерфейсах . . . . . . 160

7.11.2 Використання iндексаторiв у iнтерфейсах . . . . . . . 163

8 Вправи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

8.1 Вступ до програмування . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

8.2 Алгоритми . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

8.3 Комплексна вправа до роздiлiв 1-6 . . . . . . . . . . . . . . . 175