如何在C#中实现具有前/后条件和不变量的Stack类？

2024年1月16日 216次阅读

有没有人有关于如何/什么是在C#中实现Stack类的最佳方式的例子或想法？我知道已经有一个Stack类,但我需要了解如何实际实现Stack类.

我还需要有关如何在C#中使用Contracts来指定此类的前置条件,后置条件和不变量的建议.我认为在ASP.NET MVC架构中创建模型之前我曾经使用过类似的东西,但我不完全确定它是否是同一个东西并且工作方式相同. (我在前置条件/​​后置条件/不变量上有点迷失,如果你还不能说 – 那么请耐心等待.)

我的主要问题 – 有人可以给我一些关于正确使用类别如Stack的类的建议.

是的,我已经付出了努力：

public interface IStack
{
        void Push(Object e);
        Object Pop();
        Object Top();
        void EnsureCapacity();
    }
}

   public class Stack : IStack
{
    private Object[] elements;
    private int size = 0;

    public Stack()
    {
        elements = new Object[0];
    }

    public void Push(Object e)
    {
        // check if this array capacity has been reached and increase if needed
        EnsureCapacity();
        elements[size++] = e;
    }

    public Object Pop()
    {
        // check if the method call is invalid for the object's current state
        if (size == 0) throw new InvalidOperationException("Stack.Pop");

        Object result = elements[--size];
        elements[size] = null;

        return result;
    }

    public Object Top()
    {
        // check if the method call is invalid for the object's current state
        if (size == 0) throw new InvalidOperationException("Stack.top");
        return elements[(size - 1)];
    }

    private void EnsureCapacity()
    {
        if (elements.Length == size)
        {
            Object[] oldElements = elements;
            elements = new Object[(2 * size + 1)];
        }
    }
}

最佳答案 如果你想,为了开始使用微软代码合同,我做了一次
blog post.该职位涵盖了基本的前提条件,后置条件和不变量.

作为概念的总结,您可以将它们想象如下：

>在执行方法之前必须满足的前提条件 – 客户承诺您的方法.
>对于班级客户而言,不变性必须始终保持公开真实.
>后置条件是方法执行后必须遵循的 – 您的方法向客户承诺的内容.

所以,在我的头顶,对于一个堆栈,一个容易想到的可能是一个不变的.如果您使用数组对堆栈建模,则可以在类上声明一个永远不会设置为null的类的不变量,例如,您将定义不变方法：

[ContractInvariantMethod]
private void ObjectInvariant()
{
   Contract.Invariant(elements != null);
}

看起来你已经有了一个pop方法的先决条件 – 你想说用户有责任在执行pop时确保堆栈不为空.所以,在pop方法的开头,你有：

Contract.Requires(size > 0);

最后,你可以在pop上指定一个后置条件,该大小总是小于pop操作之前的大小(如果你愿意,可以更具体)：

Contract.Ensures(Contract.OldValue<int>(size) > size);

祝它好运 – 合同很酷且很有用.这是一种非常干净的编码方式.

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