Lab-03. Well formed class - Pudelko

• Krzysztof Molenda, ver. 0.2/2020

Cel, zakres

• well-formed type, implementacje kluczowych interfejsów (IEquatable, IFormatable, IEnumerable), przeciążenia operatorów (==, !=, jawnej i niejawnej konwersji, indekser), metody rozszerzające, definiowanie porządku sortowania (delegat Comparison), testy jednostkowe
• orientacyjny czas realizacji - przy sprawnym programowaniu ok. 60 minut
• orientacyjna ilość kodu - ok. 200 linii dla implementacji klasy, ok. 200 dla implementacji testów jednostkowych

---

Sformułowanie problemu

Współpracujesz w rozwoju systemu wspomagającego obsługę Firmy Kurierskiej i optymalizującego załadunek. Twoim zadaniem jest opracować klasę Pudelko.

Pudełko to prostopadłościan o zadanych długościach krawędzi (umownie: długość, wysokość, szerokość). Wymiary te mogą być podawane w milimetrach, centymetrach bądź metrach - jako wartości rzeczywiste. Cyfry poza zakresem dla określonej jednostki są odcinane (np. dla 2.54637 m przyjmujemy 2.546 m czyli 254.6 cm, czyli 2546 mm)!

Przyjmujemy, że maksymalny pojedynczy wymiar pudełka nie przekracza 10 metrów (ze względu na ograniczone możliwości załadunkowe).

Twoim zadaniem jest zaimplementowanie klasy Pudelko spełniającej podane poniżej warunki:

• Obiekty klasy Pudelko są niezmiennicze.

• Domyślnym pudełkiem jest prostopadłościan o krawędziach a, b, c o wymiarach odpowiednio 10 cm × 10 cm × 10 cm.

• Klasa jest zapieczętowana (nie można z niej dziedziczyć).

Sugestia: w aplikacji, zamiast używać długiej nazwy Pudelko, możesz zastosować alias (np. P wpisując using P = MyLib.Pudelko;)

⚠️ Wykorzystaj testy jednostkowe (MS Test v2) dołączone do zadania (testujące tylko część funkcjonalności). Dopisz własne metody testujące, dodaj własne przypadki testowe, modyfikuj kod testów - jeśli uznasz to za stosowne.

Wytyczne

1. Ograniczenia wymiarów

   • wymiary pudełka muszą być dodatnie
   • wymiary pudełka nie mogą przekroczyć 10 m

2. Tworzenie obiektu Pudelko

   • Domyślnym pudełkiem jest prostopadłościan o wymiarach 10 cm × 10 cm × 10 cm.

   • Tworzenie obiektu odbywa się na podstawie podania listy wartości długości boków (a, b, c) oraz jednostki miary. Wszystkie parametry konstruktora są opcjonalne.

     • Typ reprezentujący jednostki miary to enum o nazwie UnitOfMeasure definiujący składowe: milimeter, centimeter, meter.
     • Jeśli podano mniej niż 3 wartości liczbowe, pozostałe przyjmuje się jako o wartości 10 cm, ale dla ustalonej jednostki miary.
     • Jeśli nie podano jednostki miary, to przyjmujemy, że wymiary podawane są w metrach.

   • W przypadku próby utworzenia pudełka z którymkolwiek z parametrów niedodatnim, zgłaszany jest wyjątek ArgumentOutOfRangeException.

   • W przypadku próby utworzenia pudełka z którymkolwiek z parametrów większym niż 10 metrów, zgłaszany jest wyjątek ArgumentOutOfRangeException.

3. Zaimplementuj properties o nazwach A, B i C zwracające wymiary pudełka w metrach (z dokładnością do 3 miejsc po przecinku).

4. Reprezentacja tekstowa, ToString

   • Zapewnij reprezentację tekstową obiektu według formatu:

     «liczba» «jednostka» × «liczba» «jednostka» × «liczba» «jednostka»

   • znak rozdzielający wymiary, to znak mnożenia × (Unicode: U+00D7, multiplication sign, times)

   • pomiędzy liczbami, nazwami jednostek miar i znakami × jest dokładnie jedna spacja

   • domyślne formatowanie liczb (przesłonięcie ToString()) w metrach, z dokładnością 3. miejsc po przecinku

   • przeciążenie: funkcja ToString(string format) przyjmuje następujące kody formatów: m, cm oraz mm.

     • dla formatu "m" wartości podawane są ze stałą dokładnością 3. miejsc po przecinku
     • dla formatu "cm" wartości podawane są ze stałą dokładnością 1. miejsca po przecinku
     • dla formatu "mm" wartości podawane są bez miejsc po przecinku
     • dla błędnie podanego formatu zgłaszany jest wyjątek FormatException

   • Przykłady:

     • dla pudełka o wymiarach kolejno 2.5, 9.321 i 0.1, ToString() zwraca napis "2.500 m × 9.321 m × 0.100 m"
     • dla pudełka o wymiarach kolejno 2.5, 9.321 i 0.1, ToString("m") zwraca napis "2.500 m × 9.321 m × 0.100 m"
     • dla pudełka o wymiarach kolejno 2.5, 9.321 i 0.1, ToString("cm") zwraca napis "250.0 cm × 932.1 cm × 10.0 cm"
     • dla pudełka o wymiarach kolejno 2.5, 9.321 i 0.1, ToString("mm") zwraca napis "2500 mm × 9321 mm × 100 mm"

   • formalnie zadanie to polega na implementacji interfejsu IFormatable

5. Zaimplementuj property Objetosc zwracające objętość pudełka w m³. Wynik zaokrąglij (Math.Round) do 9. miejsc po przecinku.

6. Zaimplementuj property Pole zwracające pole powierzchni całkowitej pudełka (prostopadłościanu) w m². Wynik zaokrąglij (Math.Round) do 6. miejsc po przecinku.

7. Equals

   • Dwa pudelka są takie same, jeśli mają takie same wymiary w tych samych jednostkach, z dokładnością do kolejności wymiarów, tzn. pudełko P(1, 2.1, 3.05) jest takie samo jak pudełko P(1, 3.05, 2.1), a to jest takie samo jak P(2.1, 1, 3.05), a to jest takie samo jak P(2100, 1000, 3050, unit: UnitOfMeasure.milimeter), i.t.d.
   • Zaimplementuj interfejs IEquatable<Pudelko>.
   • Zaimplementuj Equals(object) i GetHashCode().
   • Zaimplementuj przeciążone operatory == oraz !=.

8. Zdefiniuj przeciążony operator łączenia pudełek ( + ) działający wg zasady: wynikiem p1 + p2 jest najmniejsze pudełko o takich wymiarach, które pomieści oba pudełka (w sensie: o najmniejszej objętości). Wyobraź sobie zapakowanie pudełek p1 oraz p2 w jedno pudełko odpowiednio większe, ale o najmniejszych możliwych wymiarach.

9. Operacje konwersji

   • Zdefiniuj konwersję jawną (explicit) z typu Pudelko na typ double[], zwracającą tablicę wartości długości krawędzi pudełka w metrach, w kolejności A, B, C.
   • Zdefiniuj konwersję niejawną (implicit) z typu ValueTuple<int,int,int> na typ Pudelko, przyjmując, że podawane wartości są w milimetrach.

10. Przeglądanie długości krawędzi - indexer

    • Zaimplementuj mechanizm przeglądania (tylko do odczytu, bo obiekt ma być immutable) długości krawędzi poprzez odwołanie się do indeksów (p[i] oznacza i-ty wymiar pudełka p).

11. Przeglądanie długości krawędzi - pętla foreach

    • Zaimplementuj mechanizm przeglądania długości krawędzi pudełka za pomocą pętli foreach w kolejności od A do C (np. foreach(var x in p) { ... }). Formalnie, jest to implementacja interfejsu IEnumerable.

12. Metoda parsująca ze string

    • Zaimplementuj statyczną metodę Parse komplementarną do tekstowej reprezentacji pudełka (ToString() oraz ToString(format)). Przykładowo new P(2.5, 9.321, 0.1) == P.Parse("2.500 m × 9.321 m × 0.100 m").
    • Rozważ różne przypadki jednostek miar (patrz: konstruktor i formatowana metoda ToString).

13. Pamiętaj o zapewnieniu pełnej niezmienniczości obiektom klasy Pudelko oraz o zapieczętowaniu klasy.

14. Utwórz testy jednostkowe (unit tests) dla:

    • properties Objetosc i Pole,
    • operatora łączenia pudełek,
    • operatora równości pudełek,

    przy kilku, reprezentatywnych zestawach danych.

15. Metody rozszerzające

    • W projekcie typu Console App utwórz metodę rozszerzającą klasę Pudelko o nazwie Kompresuj, która zwraca pudełko sześcienne o takiej samej objętości, jak pudełko oryginalne.

16. Sortowanie pudełek

    • W funkcji Main programu głównego (aplikacja konsolowa) utwórz listę kliku różnych pudełek, używając różnych wariantów konstruktora.
    • Wypisz pudełka umieszczone na liście (po jednym w wierszu).
    • Posortuj tę listę według następującego kryterium: p1 poprzedza p2 jeśli:
      • objętość p1 < objętość p2
      • jeśli objętości są równe, to decyduje pole powierzchni całkowitej,
      • jeśli również pola powierzchni całkowitej są równe, to decyduje suma długości krawędzi A+B+C.
    • Kryterium sortowania dostarcz jako delegat Comparison<Pudelko>.
    • Wypisz listę posortowaną.

W funkcji Main napisz kod potwierdzający poprawność wykonania poszczególnych implementacji.

---

Ocena

Do oceny przesyłasz solution z projektami, skompresowane w formie archiwum ZIP. Przed spakowaniem sprawdź, czy kod się kompiluje i usuń pliki binarne (Build-> Clean Solution). Usuń foldery bin/, obj/ czy TestResults zawierające pliki binarne - przesyłasz tylko strukturę projektu z plikami konfiguracyjnymi oraz kod w plikach .cs. Kod z błędami nie będzie oceniany.

Rozmiar klasy Pudelko - w moim przypadku - nie przekroczył 200 linii kodu, przy zachowaniu standardowego, automatycznego formatowania C#. Nie zwracałem uwagi na maksymalne uproszczenie czy kompresję zapisu.

⚠️ Ocenie podlega kompletność i jakość kodu (w szczególności nie powielanie kodu, łączenie kodu).