Строки, дата и время в C#. Паттерны GoF. Лекция 4

Строки
Тип System.String — представляет неизменяемый упорядоченный набор символов. Является прямым потомком Object и ссылочным типом, по этой причине строки всегда размещаются в куче.
Тип String реализует несколько интерфейсов: IComparable /IComparable
, ICloneable, IConvertible, IEnumerable/IEnumerable
и IEquatable
.
Может иметь значение null.
Максимальный размер объекта String может составлять в памяти 2 ГБ, или около 1 миллиарда символов.
Создавать сроки можно, как используя переменную типа string и присваивая ей значение, так и применяя один из конструкторов класса String:
var s1 = "hello";
var s2 = null;
var s3 = new String('a', 6); // результатом будет строка "aaaaaa"
var s4 = new String(new char[] { 'w', 'o', 'r', 'l', 'd' });

Строка как набор символов
Так как строка хранит коллекцию символов, в ней определен индексатор для доступа к этим символам:
public char this[int index] { get; }
Применяя индексатор, мы можем обратиться к строке как к массиву символов и получить по индексу любой из ее символов:
var s1 = "hello";
var ch1 = s1[1];
Console.WriteLine(ch1);
Console.WriteLine(s1.Length);

Основные методы строк
Compare: сравнивает две строки с учетом текущей локали пользователя
CompareOrdinal: сравнивает две строки без учета локали
Contains: определяет, содержится ли подстрока в строке
Concat: соединяет строки
CopyTo: копирует часть строки или всю строку в другую строку
Format: форматирует строку
IndexOf: находит индекс первого вхождения символа или подстроки в строке
Insert: вставляет в строку подстроку
Join: соединяет элементы массива строк
Replace: замещает в строке символ или подстроку другим символом или подстрокой
Split: разделяет одну строку на массив строк
Substring: извлекает из строки подстроку, начиная с указанной позиции
ToLower: переводит все символы строки в нижний регистр
ToUpper: переводит все символы строки в верхний регистр
Trim: удаляет начальные и конечные пробелы из строки

Форматирование и интерполирование строк
Форматирование
var output = String.Format("Имя: {0} Возраст: {1}", person.Name, person.Age);
Начиная с версии языка C# 6.0 была добавлена такая функциональность, как интерполяция строк
var result = $"Имя: {person.Name} Возраст: {person.Age}";
var result = $"{person?.Name ?? "Имя по умолчанию"}";
var result = $"{number:+# ### ### ## ##}"; // [phone]
var result = $"{x} + {y} = {x + y}"; // 8 + 7 = 15

StringBuilder
Класс StringBuilder, представляет динамическую строку. При создании строки StringBuilder выделяет памяти больше, чем необходимо этой строке
Методы:
Insert: вставляет подстроку в объект StringBuilder, начиная с определенного индекса
Reove: удаляет определенное количество символов, начиная с определенного индекса
Replace: заменяет все вхождения определенного символа или подстроки на другой символ или подстроку
Append: Добавляет единичный объект в массив символов, увеличивая его при необходимости.
AppendFormat: доабвляет подстроку в конец объекта StringBuilder
ToString: Версия без параметров возвращает объект String, представляющий массив символов объекта StringBuilder
Clear: Очищает содержимое объекта StringBuilder, аналогично назначению свойству Length значения 0
Equals: Возвращает true, только если объекты StringBuilder имеют одну и ту же максимальную емкость, емкость и одинаковые символы в массиве
CopyTo: Копирует подмножество символов StringBuilder в массив Char

Microsoft рекомендует использовать класс String в следующих случаях:
При небольшом количестве операций и изменений над строками
При выполнении фиксированного количества операций объединения. В этом случае компилятор может объединить все операции объединения в одну
Когда надо выполнять масштабные операции поиска при построении строки, например IndexOf или StartsWith. Класс StringBuilder не имеет подобных методов.
Класс StringBuilder рекомендуется использовать в следующих случаях:
При неизвестном количестве операций и изменений над строками во время выполнения программы
Когда предполагается, что приложению придется сделать множество подобных операций

Regex expressions
(регулярные выражения)
Регулярное выражение используется для проверки соответствия строки шаблону. Регулярное выражение — это последовательность символов, которая определяет шаблон. Шаблон может состоять из литералов, чисел, символов, операторов или конструкций. Шаблон используется для поиска соответствий в строке или файле.
Регулярные выражения часто используются при проверке входных данных, анализе и поиске строк. Например, проверка достоверной даты рождения, номера социального страхования и так далее.
var s = "Бык тупогуб, тупогубенький бычок, у быка губа бела была тупа";
var regex = new Regex(@"туп(\w*)");
MatchCollection matches = regex.Matches(s);
if (matches.Count > 0){
foreach (Match match in matches)
Console.WriteLine(match.Value);
}

Классы символов

Символы повторения

Символы регулярных выражений выбора
Якорные символы регулярных выражений

RegexpOptions
Compiled: при установке этого значения регулярное выражение компилируется в сборку, что обеспечивает более быстрое выполнение
CultureInvariant: при установке этого значения будут игнорироваться региональные различия
IgnoreCase: при установке этого значения будет игнорироваться регистр
IgnorePatternWhitespace: удаляет из строки пробелы и разрешает комментарии, начинающиеся со знака #
Multiline: указывает, что текст надо рассматривать в многострочном режиме. При таком режиме символы "^" и "$" совпадают, соответственно, с началом и концом любой строки, а не с началом и концом всего текста
RightToLeft: приписывает читать строку справа налево
Singleline: устанавливает однострочный режим, а весь текст рассматривается как одна строка

Проверка валидности email
var pattern = “^((\w+([-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*))”
if (Regex.IsMatch(email, pattern, RegexOptions.IgnoreCase)){
Console.WriteLine("Email подтвержден");
}
else{
Console.WriteLine("Некорректный email");
}

Структура DateTime
var date1 = new DateTime(2015, 7, 20); // год - месяц – день
var date1 = new DateTime(2015, 7, 20, 18, 30, 25); // … - час - минута – секунда
Форматированный вывод
Console.WriteLine( dateTime.ToString( "dd.MM.yyyy" ) );
Console.WriteLine( dateTime.ToString( "HH:mm:ss" ) );
Преобразование часовых поясов
var hwZone = TimeZoneInfo.FindSystemTimeZoneById("Hawaiian Standard Time");
Console.WriteLine("{0} {1} is {2} local time.",
hwTime,
hwZone.IsDaylightSavingTime(hwTime) ? hwZone.DaylightName : hwZone.StandardName,
TimeZoneInfo.ConvertTime(hwTime, hwZone, TimeZoneInfo.Local));

Упаковка и распаковка значимых типов данных
Когда любой значимый тип присваивается к ссылочному типу данных, значение перемещается из области стека в кучу. Эта операция называется упаковкой (boxing)
Когда любой ссылочный тип присваивается к значимому типу данных, значение перемещается из области кучи в стек. Это называется распаковкой (unboxing)

Паттерны GoF
(Gamma, Helm, Johnson, Vlissides)
Преимущества использования паттернов:
Проверенные решения. Код более предсказуем когда программист используете готовые решения, вместо повторного изобретения велосипеда.
Стандартизация кода. Вы делаете меньше ошибок, так как используете типовые унифицированные решения, в которых давно найдены все скрытые проблемы.
Общий язык. Вы произносите название паттерна, вместо того, чтобы час объяснять другим членам команды какой подход вы придумали и какие классы для этого нужны.
Недостаток:
Обобщенное решение не панацея и в частных случаях бывает не достаточно эффективным

Порождающие паттерны
Абстрактная фабрика (Abstract Factory)
Строитель (Builder)
Фабричный метод (Factory Method) Прототип (Prototype)
Одиночка (Singleton)

Factory Method
Паттерн, определяющий интерфейс для создания объектов некоторого класса, но непосредственное решение о том, объект какого класса создавать происходит в подклассах. То есть паттерн предполагает, что базовый класс делегирует создание объектов классам-наследникам.
Применение
Когда заранее неизвестно, объекты каких типов необходимо создавать
Когда система должна быть независимой от процесса создания новых объектов и расширяемой: в нее можно легко вводить новые классы, объекты которых система должна создавать.
Когда создание новых объектов необходимо делегировать из базового класса классам наследникам

Abstract Factory
Применение:
Когда система не должна зависеть от способа создания и компоновки новых объектов
Когда создаваемые объекты должны использоваться вместе и являются взаимосвязанными
Пример
Проектирование игры, в которой пользователь должен управлять некими героями, при этом каждый герой имеет определенное оружие и определенную модель передвижения. Различные герои могут определяться комплексом признаков. Например, драгун может летать на драконе и управляться копьем, другой герой должен скакать на лошади и управлять мечом. Таким образом, получается, что сущность оружия и модель передвижения являются взаимосвязанными и используются в комплексе. То есть имеется один из доводов в пользу использования абстрактной фабрики. И кроме того, наша задача при проектировании игры абстрагировать создание героев от самого класса героя, чтобы создать более гибкую архитектуру.

Singleton
Одиночка (Singleton, Синглтон) - порождающий паттерн, который гарантирует, что для определенного класса будет создан только один объект, а также предоставит к этому объекту точку доступа.
Синглтон позволяет создать объект только при его необходимости. Если объект не нужен, то он не будет создан. В этом отличие синглтона от глобальных переменных.

class Singleton
{
private static Singleton instance;
private Singleton()
{ }
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null)
instance = new Singleton();
return instance;
}
}

Prototype
Прототип —​ позволяет создавать новые объекты путем клонирования уже существующих. По сути данный паттерн предлагает технику клонирования объектов.
Участники
Prototype: определяет интерфейс для клонирования самого себя, который, как правило, представляет метод Clone()
ConcretePrototype1 и ConcretePrototype2: конкретные реализации прототипа. Реализуют метод Clone()
Client: создает объекты прототипов с помощью метода Clone()

Builder
Шаблон проектирования, который инкапсулирует создание объекта и позволяет разделить его на различные этапы.
Применение:
Когда процесс создания нового объекта не должен зависеть от того, из каких частей этот объект состоит и как эти части связаны между собой
Когда необходимо обеспечить получение различных вариаций объекта в процессе его создания

class Flour{}
class Salt{ }
class Additives{}
class Bread{
public Flour Flour { get; set; }
public Salt Salt { get; set; }
public Additives Additives { get; set; }
}
abstract class BreadBuilder{
public Bread Bread { get; private set; }
public void CreateBread(){
Bread = new Bread();
}
public abstract void SetFlour();
public abstract void SetSalt();
public abstract void SetAdditives();
}