Microsoft Word - Bai 6.1.docx

Microsoft Word Bai 6 1 docx Trang 1 MÔN CÁC MẪU THIẾT KẾ HỚNG ỐI TỢNG Bài thực hành số 6 1 Xây dựng và kiểm thử hệ thống qun lý biểu thức I Mục tiêu  Giúp SV làm quen với cách thức qun lý biểu t[.]

MÔN : CÁC MẪU THIẾT KẾ HỚNG ỐI TỢNG Bài thực hành số 6.1 : Xây dựng và kiểm thử hệ thống qun lý biểu thức

I Mục tiêu :

 Giúp SV làm quen với cách thức qun lý biểu thức i số Giúp SV biết cách

sử dụng các mẫu thiết kế Singleton, Apdater, Composite, Abstract Factory trong từng yêu cầu cụ thể

II Nội dung :

Xây dựng module qun lý biểu thức i số nh sau :

1 biểu thức ợc xây dựng trên 4 phép toán hai ngôi +, -, *, / Các biểu thức c bn có thể là hằng thực hay biến thực

2 mỗi biểu thức có 2 dịch vụ thiết yếu :

- tối gin mình

- tính trị của mình

III Chuẩn ầu ra :

 Nắm vững tính chất, công dụng của các mẫu thiết kế Singleton, Adapter, Composite, Abstract Factory ể có thể dùng li các mẫu này trong bất kỳ vị trí nào của chng trình mới cần xây dựng

IV Qui trình xây dựng chng trình

chọn icon "Windows Form Application" trong listbox "Templates" bên phi, thiết lập th mục chứa Project trong listbox "Location", nhập tên Project vào textbox "Name:" (td BaiTH7), click button OK ể to Project theo các thông

số ã khai báo

form là quá trình lặp 4 thao tác to mới/xóa/hiệu chỉnh thuộc tính/to hàm

xử lý sự kiện cho từng ối tợng cần dùng trong form Ta s thiết kế form ứng dụng sau Bây giờ ta xây dựng hệ thống con chứa các thành phần miêu t biểu thức và to biểu thức

trên phần tử gốc này, chọn option Add.New Folder, ặt tên cho folder mới là Expression

ta s to 1 ối tợng duy nhất chuyên phục vụ to số ngẫu nhiên ể bo m phần tử to số ngẫu nhiên là duy nhất, ta dùng mẫu thiết kế Singleton Hãy hiện thực ối tợng này có các dịch vụ sau :

- to số nguyên ngẫu nhiên bất kỳ

- to số nguyên ngẫu nhiên nằm trong khong từ 0 tới n

- to số thực ngẫu nhiên nằm trong khong từ 0 tới 1

Dời chuột về th mục Expression trong cửa sổ “Solution Explorer”, ấn phi chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.Class ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Class”, hiệu chỉnh tên class là MyRandom.cs, chọn button Add ể máy to 1 class mới Viết code cho class này nh sau :

classMyRandom {

//hàm khởi to private ể cấm bên ngoài to ối tợng MyRandom

private MyRandom() { }

//thông tin dùng chung trong class

privatestaticMyRandom myrnd = newMyRandom();

publicstaticMyRandom getInstance() { return myrnd; }

//thông tin trong ối tợng

privateRandom rnd = newRandom();

publicint RndInt() { return rnd.Next(); }

publicint RndInt(int n) { return rnd.Next(n); }

publicdouble RndDouble() { return rnd.NextDouble(); }

}

Lu ý rằng ta ã dùng mẫu Adapter ể xây dựng class MyRandom dựa trên class Random của NET Class MyRandom ở bài này cũng giống y nh class MyRandom ã ợc viết trong th viện GenLib ở bài thực hành 5.1

thành phần cấu thành biểu thức bất kỳ theo lợc ồ class nh sau :

thức 2 ngôi có các dịch vụ sau :

- tham kho biểu thức con bên trái

- tham kho biểu thức con bên phi

- tính trị biểu thức

- tối gin biểu thức

Dời chuột về th mục Expression trong cửa sổ “Solution Explorer”, ấn phi chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.New Item ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Interface”, hiệu chỉnh tên interface là IExpression.cs, chọn button Add ể máy to 1 interface mới Viết code cho interface này nh sau :

interfaceIExpression {

//hàm tính trị biểu thức

double eval(IVarList e);

//hàm tối gin biểu thức

IExpression simplify();

//ịnh nghĩa thuộc tính Left (chỉ ọc)

IExpression Left {get;}

//ịnh nghĩa thuộc tính Right (chỉ ọc)

IExpression Right { get; }

}

8 Hiện thực class abstract chứa những thông tin chung mà các ối tợng biểu thức khác nhau (hằng, biến, biểu thức 2 ngôi) s dùng :

- thuộc tính Left (vì hằng và biến không cần)

- thuộc tính Right (vì hằng và biến không cần)

chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.Class ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Class”, hiệu chỉnh tên class là AbstractExpr.cs, chọn button Add ể máy to 1 class mới Viết code cho class này nh sau :

abstractclassAbstractExpr : IExpression {

//hàm tính trị biểu thức

publicabstractdouble eval(IVarList e);

//hàm tối gin biểu thức

publicabstractIExpression simplify();

//hiện thực thuộc tính Left (chỉ ọc)

publicvirtualIExpression Left { get { returnnull; } }

//hiện thực thuộc tính Right (chỉ ọc)

publicvirtualIExpression Right { get { returnnull; } }

}

chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.Class ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Class”, hiệu chỉnh tên class là Constant.cs, chọn button Add ể máy to 1 class mới Viết code cho class này nh sau : classConstant : AbstractExpr {

//giá trị của hằng

privatedouble value;

//hàm khởi to hằng có giá trị d xác ịnh

public Constant(double d) {

value = d;

}

//hàm tính toán hằng

publicoverridedouble eval(IVarList e) {

return value;

}

//hiện thực thuộc tính Value (chỉ ọc)

publicdouble Value {

get {

return value;

}

}

//hàm gii mã hằng về chuỗi vn bn

publicoverrideString ToString() {

returnString.Format("{0:f5}", value);

}

//hàm tối gin hằng

publicoverrideIExpression simplify() {

//không thể tối gin hn nữa

returnthis;

}

} 

10 Hiện thực class miêu t biến, ta dùng cách ặc tên biến theo dng Xi, với i là chỉ số của biến từ 0 trở lên :

chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.Class ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Class”, hiệu chỉnh tên class là Variable.cs, chọn button Add ể máy to 1 class mới Viết code cho class này nh sau : classVariable : AbstractExpr {

//chỉ số của biến trong môi trờng tính toán

privateint rang;

//hàm khởi to biến có chỉ số i

public Variable(int i) {

rang = i;

}

//hàm tính trị của biến

publicoverridedouble eval(IVarList e) {

return e[rang];

}

//hàm gii mã biến thành dng chuỗi

publicoverrideString ToString() {

return"X" + rang;

}

//hàm tối gin biến

publicoverrideIExpression simplify() {

//không thể tối gin hn nữa

returnthis;

}

} 

11 Hiện thực kiểu enum miêu t mã các phép toán ợc dùng ể xây dựng biểu thức Trong bài thực hành này ta hn chế chỉ dùng 3 toán tử 2 ngôi cộng, trừ, nhân ể xây dựng biểu thức Ta không dùng phép chia ể hn chế lỗi chia 0 trong quá trình tính biểu thức :

Dời chuột về th mục Expression trong cửa sổ “Solution Explorer”, ấn phi chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.Class ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Class”, hiệu chỉnh tên class là Operator.cs, chọn button Add ể máy to 1 class mới Viết code cho class này nh sau : enumOperator { //kiểu liệt kê các mã phép toán 2 ngôi ợc dùng

PLUS,

MINUS,

MULT,

DIV

}

12 Hiện thực class miêu t biểu thức dùng toán tử 2 ngôi :

chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.Class ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Class”, hiệu chỉnh tên class là BinOpExpr.cs, chọn button Add ể máy to 1 class mới Viết code cho class này nh sau :

classBinOpExpr : AbstractExpr {

// toán hng trái

privateIExpression left;

// toán hng phi

privateIExpression right;

//mã toán tử 2 ngôi

privateOperator op;

//hàm khởi to biểu thức dùng toán tử 2 ngôi op dùng 2 toán hng l và r

public BinOpExpr(Operator op, IExpression l, IExpression r) {

this.op = op;

left = l;

right = r;

}

//hàm tính trị của biểu thức

publicoverridedouble eval(IVarList e) {

switch (op) {

caseOperator.PLUS:

return left.eval(e) + right.eval(e);

caseOperator.MINUS:

return left.eval(e) - right.eval(e);

caseOperator.MULT:

return left.eval(e) * right.eval(e);

caseOperator.DIV:

return left.eval(e) / right.eval(e);

}

return 0;

}

//hiện thực thuộc tính Left (chỉ ọc)

publicoverrideIExpression Left {

get { return left; }

}

//hiện thực thuộc tính Right (chỉ ọc)

publicoverrideIExpression Right {

get { return right; }

}

//hàm gii mã biểu thức thành chuỗi vn bn

publicoverrideString ToString() {

StringBuilder ret = newStringBuilder("(" + left); switch (op) {

caseOperator.PLUS:

ret.Append(" + ");

break;

caseOperator.MINUS:

ret.Append(" - ");

break;

caseOperator.MULT:

ret.Append(" * ");

break;

default:

ret.Append(" / ");

break;

}

ret.Append(right + ")");

return ret.ToString();

}

//hàm tối gin biểu thức

publicoverrideIExpression simplify() {

//tối gin biểu thức con bên trái

IExpression ls = left.simplify();

//tối gin biểu thức con bên phi

IExpression rs = right.simplify();

IExpressionFactory ef = newExpressionFactory();

if ((rs asConstant) == null || (ls asConstant) == null) return ef.createBinaryOp(op, ls, rs);

//tính biểu thức hằng

double ketqua;

double l = ls.eval(null);

double r = rs.eval(null);

switch (op) {

caseOperator.PLUS:

ketqua = l + r;

break;

caseOperator.MINUS:

ketqua = l - r;

break;

caseOperator.MULT:

ketqua = l * r;

break;

default:

ketqua = l / r;

break;

}

return ef.createConstant(ketqua);

}

} 

13 Ta cần ối tợng chuyên qun lý giá trị của các biến ể phục vụ tính toán biểu thức theo các biến Trớc hết ta ịnh nghĩa interface tối thiểu cho ối tợng qun lý giá trị của các biến này

Dời chuột về th mục Expression trong cửa sổ “Solution Explorer”, ấn phi chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.New Item ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Interface”, hiệu chỉnh tên interface là IVarList.cs, chọn button Add ể máy to 1 interface mới Viết code cho interface này nh sau :

interfaceIVarList {

//ịnh nghĩa indexer

double this [int i] {get; set; }

}

14 Hiện thực ối tợng qun lý trị các biến nh sau :

chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.Class ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Class”, hiệu chỉnh tên class là VarList.cs, chọn button Add ể máy to 1 class mới Viết code cho class này nh sau : classVarList : IVarList {

//danh sách trị của các biến

privatedouble[] variables;

//hàm khởi to môi trờng tính toán có size biến

publicVarList (int size) {

variables = newdouble[size];

}

//ịnh nghĩa indexer qun lý các biến

public double this [int i] {

get { return variables[i]; }

set { variables[i] = value; }

}

//hàm gii mã biểu thức thành chuỗi vn bn

publicoverrideString ToString() {

String buf="[";

for (int i = 0; i < variables.Length; i++)

if (i == 0) buf += String.Format( "{0:f5}" , this [i]);

else buf += ", " + String.Format( "{0:f5}" , this [i]);

buf += "]";

return buf;

}

}

15 Ta dùng mẫu Abstract Factory ể cung cấp dịch vụ to các ối tợng mà chng trình ứng dụng dùng ối tợng Factory có kh nng nh sau :

- to ợc ối tợng hằng số

- to ợc ối tợng biến

- to ợc ối tợng biểu thức nhị phân

- to ợc ối tợng biểu thức ngẫu nhiên

- to ợc ối tợng biểu thức ngẫu nhiên có tối a maxprof cấp lồng nhau

- to ợc ối tợng qun lý trị các biến ợc dùng ể tính biểu thức

Dời chuột về th mục Expression trong cửa sổ “Solution Explorer”, ấn phi chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.New Item ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Interface”, hiệu chỉnh tên interface là IExpressionFactory.cs, chọn button Add ể máy to 1 interface mới Viết code cho interface này nh sau :

interfaceIExpressionFactory {

//hàm to hằng có giá trị xác ịnh

IExpression createConstant(double constant);

//hàm to biến có chỉ số xác ịnh

IExpression createVariable(int id);

//hàm to biểu thức dùng toán tử 2 ngôi

IExpression createBinaryOp(Operator op, IExpression left, IExpression right);

//hàm to biểu thức ngẫu nhiên

IExpression createRandomExpression();

//hàm to biểu thức ngẫu nhiên có tối a maxProf cấp

IExpression createRandomExpression(int maxProf);

//hàm to ối tợng tính toán ngẫu nhiên

IVarList createRandomVarList();

}

chuột vào nó ể hiển thị menu lệnh, chọn chức nng Add.Class ể hiển thị cửa sổ “Add New Item”, chọn mục “Class”, hiệu chỉnh tên class là

ExpressionFactory.cs, chọn button Add ể máy to 1 class mới Viết code cho class này nh sau :

classExpressionFactory : IExpressionFactory {

//số biến ợc dùng trong biểu thức

privatestaticint MAXVARIABLE = 2;

//ối tợng to số ngẫu nhiên duy nhất dng Singleton

privateMyRandom rnd = MyRandom.getInstance();

//hàm to biểu thức dùng toán tử 2 ngôi

publicIExpression createBinaryOp(Operator op, IExpression left, IExpression right) { returnnewBinOpExpr(op, left, right);

}

//hàm to hằng có giá trị xác ịnh

publicIExpression createConstant(double constant) {

returnnewConstant(constant);

}

//hàm to biến có chỉ số xác ịnh

publicIExpression createVariable(int id) {

if (id >= MAXVARIABLE)

MAXVARIABLE = id + 1;

returnnewVariable(id);

}

//hàm to biểu thức ngẫu nhiên (có tối a 3 cấp lồng nhau)

publicIExpression createRandomExpression() {

return createRandomExpression(3);

}

//hàm to biểu thức ngẫu nhiên có tối a maxProf cấp lồng nhau

publicIExpression createRandomExpression(int maxProf) {

int cat=0;

if (maxProf == 0)

cat = rnd.RndInt(2);

else

cat = rnd.RndInt(4);

switch (cat) {

case 0: //biểu thức hằng

return createConstant(rnd.RndDouble());

case 1: // biểu thức biến

return createVariable(rnd.RndInt(MAXVARIABLE));

}

// biểu thức 2 ngôi

//to biểu thức con bên trái

IExpression left = createRandomExpression(maxProf - 1);

//to biểu thức con bên phi

IExpression right = createRandomExpression(maxProf - 1);

//to biểu thức 2 ngôi

return createBinaryOp((Operator)(rnd.RndInt(3)), left, right);

}

//hàm to ối tợng tính toán ngẫu nhiên

publicIVarList createRandomVarList() {

IVarList e = newVarList(MAXVARIABLE);

for (int i = 0; i < MAXVARIABLE; i++) {

e[i] = rnd.RndDouble();

}

return e;

}

}

16 Duyệt tìm phần tử Form1 trong cửa sổ "Solution Explorer", ấn phi chuột vào mục này, chọn option "View Designer" ể hiển thị cửa sổ thiết kế Form1

17 Nếu cửa sổ ToolBox cha hiển thị chi tiết, chọn menu View.Toolbox ể hiển

Hide) nằm ở góc trên phi cửa sổ ToolBox ể chuyển nó về chế ộ hiển thị thờng trực

18 Duyệt tìm phần tử Button trong cửa sổ ToolBox, chọn nó và v nó ở góc trên trái của Form Vào cửa sổ thuộc tính của Button và hiệu chỉnh li thuộc tính Text = "Start", thuộc tính (Name) = btnStart To hàm xử lý sự kiện Click trên Button rồi viết on code kiểm thử hệ thống qun lý biểu thức nh sau : privatevoid btnStart_Click(object sender, EventArgs e){

//to ối tợng qun lý file ể ghi dữ liệu

StreamWriter oFile = newStreamWriter("data.txt", true, Encoding.Unicode);

//to ối tợng Factory qun lý việc to các biểu thức

IExpressionFactory ef = newExpressionFactory();

//to biểu thức ngẫu nhiên có tối a 6 cấp lồng nhau

IExpression e1 = ef.createRandomExpression(6);

//to danh sách giá trị các biến ợc dùng trong tính toán biểu thức

IVarList env = ef.createRandomVarList();

oFile.WriteLine("Dùng danh sách giá trị các biến : "+ env.ToString());

oFile.WriteLine("ể tính biểu thức:");

oFile.WriteLine(e1.ToString());

oFile.WriteLine(String.Format("Kết qu là : {0:f5}", e1.eval(env)));

oFile.WriteLine("Biểu thức có dng tối gin sau :");

e1 = e1.simplify();

oFile.WriteLine(e1.ToString());

oFile.WriteLine(String.Format("Kết qu tính là : {0:f5}", e1.eval(env)));

oFile.Close();

}