Лаба 04 — Члени класу

Мета

Збагатити систему новими видами членів класу: іменованими константами (enum), структурами-значеннями (struct), статичними утилітними класами та індексаторами — і навчитися перевантажувати методи.

Контекст

Після Лаби 03 система працює, але код «брудний»: статуси — рядки "Scheduled", групи крові — "A+", спеціальності — "Кардіологія". Одна опечатка — і логіка зламана, а компілятор мовчить.

Ця лаба лікує це системно: замінюємо magic strings на типобезпечні конструкції (enum, struct), виносимо форматування в статичний клас і розширюємо API менеджерів індексаторами та перевантаженнями.

Працюєте в тому самому проєкті ClinicApp/. Гілка зливається в main.

Структура проєкту на початку лаби

Це результат Лаби 03 — стан main після її злиття:

oop-course/                          ← гілка main (після злиття Лаби 03)
├── .gitignore
├── oop-course.slnx
└── ClinicApp/
    ├── ClinicApp.csproj
    ├── Program.cs
    ├── Patient.cs
    ├── Doctor.cs
    ├── PatientManager.cs
    ├── DoctorManager.cs
    ├── Appointment.cs
    ├── AppointmentManager.cs
    ├── Clinic.cs
    └── GrowablePatientManager.cs

Структуру наприкінці лаби (з позначками, що створюється і змінюється в кожній задачі) наведено в розділі «Структура проєкту наприкінці лаби» перед перевіркою.

Що нового дозволено (і тільки воно)

enum — іменовані константи;
struct — власний value-тип;
static class — клас без екземплярів;
індексатор this[int index];
перевантаження методів (кілька методів з одним іменем, різні параметри);
out-параметр і патерн TryXxx;
?. і ?? — тепер можна (раніше були заборонені).

Досі заборонено: List<T> / Dictionary (Лаба 09), LINQ (Лаба 14), interface / abstract (Лаби 06–07).

Крок 1. Гілка

Робочий процес (повністю — Git Воркшоп): лаба = гілка Lab-XX від main, коміт на кожне завдання (LabXX TaskYY), у кінці — злиття в main (Лаби 03+; 01–02 не зливались).

Проєкт ClinicApp/ уже існує з Лаби 03. Тут лише нова гілка від main:

git checkout main
git checkout -b Lab-04

Коміт — на кожне завдання (Lab04 TaskNN).

Ваш домен

За замовчуванням — домен «клініка». Для власного домену дивіться таблицю «Адаптація до вашого домену» в кінці кожного завдання.

Як користуватися підказками

Підказки — напрям думки, не готовий код. «Що реалізувати» і «Специфікація» кажуть що; підказки — як міркувати; блок 📖 Документація — де прочитати синтаксис. Спершу документація і власна спроба.

Задача 1. Enum — замість магічних рядків ⭐⭐

Умова

У поточному коді статус запису зберігається як string Status = "Scheduled". Якщо хтось напише "Shedüled" — ніхто не помітить до виконання.

Вирішіть це через перерахування (enum): компілятор перевіряє допустимі значення на етапі збірки.

Що реалізувати:

enum AppointmentStatus — три стани запису.
enum BloodType — дев'ять значень (у т.ч. Unknown).
enum Speciality — вісім спеціальностей лікаря.
Замінити string Status в Appointment на AppointmentStatus.
Замінити string BloodType в Patient на BloodType.
Замінити string Speciality в Doctor на Speciality.
Виправити код, який через зміну типів перестав компілюватись: початкові дані та введення з меню в Program.cs, пошук за спеціальністю в DoctorManager.

Специфікація

Enum	Значення
`AppointmentStatus`	`Scheduled`, `Cancelled`, `Completed`
`BloodType`	`Unknown`, `APositive`, `ANegative`, `BPositive`, `BNegative`, `ABPositive`, `ABNegative`, `OPositive`, `ONegative`
`Speciality`	`General`, `Cardiology`, `Neurology`, `Pediatrics`, `Surgery`, `Orthopedics`, `Dermatology`, `Emergency`

Приклад

// До (рядки — ніщо не захищає від помилки)
Status = "Cancelled";
if (Status == "Schdeuled") ...  // компілятор мовчить!

// Після (enum — помилка компіляції при опечатці)
Status = AppointmentStatus.Cancelled;
if (Status == AppointmentStatus.Scheduled) ...

Підказки

Кожен enum — окремий файл у просторі імен ClinicApp. Оголошення enum — коротке; синтаксис подивіться в документації.
Порядок значень має сенс. Перший елемент отримує число 0 — тому на першу позицію ставте «природне за замовчуванням»: Unknown для групи крові, General для спеціальності. Так поле без явної ініціалізації матиме розумне значення.
Заміна типу поля — механічна, але наскрізна. У класах Appointment, Patient, Doctor змініть тип властивості з string на відповідний enum, а потім пройдіться по конструкторах і методах (Cancel, Complete), замінюючи рядкові літерали на значення enum. Компілятор сам покаже всі місця, де лишився string.
Порівняння enum — звичайне == / !=, як з числами.
enum.ToString() поверне назву значення як у коді ("APositive"), а не "A+". Гарне відображення зробите в Задачі 3 (статичний форматер).
Що ще зламається після заміни типів — і це частина задачі. Program.cs: початкові дані передавали групу крові й спеціальність рядками, а меню читало їх з консолі як текст. DoctorManager: пошук за спеціальністю порівнював текст запиту з рядковим полем. Без цих виправлень проєкт не збереться, а коміт задачі буде неповним.
Ввід enum з меню. Користувач вводить число, а поле тепер має тип enum, тож потрібне явне приведення числа до типу перерахування — запис вигляду (ТипEnum)число. Покажіть у меню пронумерований список значень і перетворіть введений номер. Чи існує в enum таке значення, це приведення не перевіряє — до цього повернемось у Лабі 05.
Пошук за спеціальністю на цьому кроці — найпростіше порівнювати текст запиту з текстовим поданням значення enum; повноцінний варіант з українськими назвами зробите в Задачах 3–4.

📖 Документація:

Адаптація до вашого домену

Клініка	Готель	Ресторан	Університет	Прокат авто	Бібліотека	Спортзал
`AppointmentStatus`	`BookingStatus`	`ReservationStatus`	`EnrollmentStatus`	`RentalStatus`	`LoanStatus`	`SessionStatus`
`BloodType`	`RoomType`	`DishCategory`	`Faculty`	`CarClass`	`BookGenre`	`FitnessLevel`
`Speciality`	`Department`	`CuisineType`	`Subject`	`CarBrand`	`LibrarySection`	`TrainingType`

Коміт

git add ClinicApp/AppointmentStatus.cs ClinicApp/BloodType.cs ClinicApp/Speciality.cs
git add ClinicApp/Appointment.cs ClinicApp/Patient.cs ClinicApp/Doctor.cs
git add ClinicApp/DoctorManager.cs ClinicApp/Program.cs
git commit -m "Lab04 Task01"

Задача 2. Struct WorkSchedule — value type ⭐⭐⭐

Умова

У Doctor є два окремих поля: int WorkStartHour і int WorkEndHour. Вони завжди разом — і разом мають зміст. Але нічого не заважає встановити Start = 20, End = 6 — безглузде розкладання.

struct дозволяє об'єднати пов'язані дані у нероздільний value type: значення копіюється при присвоєнні, не передається за посиланням.

Що реалізувати:

struct WorkSchedule з двома get-only властивостями Start і End.
Конструктор WorkSchedule(int start, int end).
Обчислювані властивості: HoursPerDay, Display (рядок "08:00–17:00"), IsNow (чи поточна година в межах розкладу).
Метод Contains(int hour).
override ToString().
Замінити WorkStartHour/WorkEndHour у Doctor одним полем Schedule типу WorkSchedule.

Специфікація struct

Член	Тип	Опис
`Start`	`public int` (get only)	Година початку
`End`	`public int` (get only)	Година кінця
`HoursPerDay`	обчислювана `int`	`End - Start`
`Display`	обчислювана `string`	`"08:00–17:00"`
`IsNow`	обчислювана `bool`	`Contains(DateTime.Now.Hour)`
`WorkSchedule(int, int)`	конструктор	Ініціалізує Start та End
`Contains(int hour)`	`public bool`	`hour >= Start && hour < End`
`ToString()`	override	`Display + " (" + HoursPerDay + " год)"`

Приклад

WorkSchedule morning = new WorkSchedule(8, 16);
WorkSchedule evening = new WorkSchedule(14, 22);

Console.WriteLine(morning);        // 08:00–16:00 (8 год)
Console.WriteLine(morning.IsNow);  // true/false залежно від годин

// Value type — копіюється при присвоєнні
WorkSchedule copy = morning;
// copy і morning — незалежні значення

Підказки

struct описується майже як class — тільки ключове слово інше. Синтаксис і повний перелік відмінностей — у документації.
Start і End — незмінні після створення. Це властивості лише з get, які присвоюються один раз у конструкторі. Далі schedule.Start = 5 не скомпілюється — і це добре: розклад не можна «покалічити».
Display будує рядок "08:00–17:00" з двох годин, доповнених нулем (формат D2) — так само, як WorkSchedule-властивість у Лабі 03, тільки тепер логіка живе в одному місці.
Contains та IsNow. Contains(hour) перевіряє діапазон [Start, End); IsNow — це просто Contains для поточної години. Не дублюйте умову.
У Doctor два поля стають одним полем типу WorkSchedule (з get/set). IsAvailableNow тоді зводиться до звернення до Schedule.IsNow, а CanAcceptAt — до Schedule.Contains(...).
Ключова відмінність struct від class — семантика копіювання. Присвоєння однієї struct-змінної іншій копіює значення (два незалежні розклади), тоді як присвоєння об'єкта класу копіює посилання (обидві змінні — на один об'єкт). Перевірте це експериментом у Program.cs і прочитайте розділ «Value types vs reference types».
Валідацію Start < End поки не додаємо — це Лаба 05 (Інкапсуляція).

📖 Документація:

Адаптація до вашого домену

Клініка	Готель	Ресторан	Університет	Прокат авто	Бібліотека	Спортзал
`WorkSchedule` (Start, End)	`BookingPeriod` (CheckIn, CheckOut)	`ServiceHours` (Open, Close)	`LectureSlot` (StartHour, EndHour)	`RentalPeriod` (PickupHour, ReturnHour)	`ShiftSchedule` (Start, End)	`TrainingSlot` (Start, End)

Коміт

git add ClinicApp/WorkSchedule.cs ClinicApp/Doctor.cs ClinicApp/Program.cs
git commit -m "Lab04 Task02"

Задача 3. Static клас та індексатор ⭐⭐⭐

Умова

Проблема 1: BloodType.APositive.ToString() повертає "APositive", але нам потрібно "A+". Логіка форматування потрібна в багатьох місцях — куди її помістити, якщо вона не належить жодному конкретному об'єкту?

Відповідь: static class — клас без екземплярів, тільки статичні методи.

Проблема 2: Отримати третього пацієнта зараз: clinic.Patients.FindById(3). Але якщо ми вже знаємо індекс — clinic.Patients[2] було б природніше.

Відповідь: індексатор this[int index].

Що реалізувати:

static class ClinicFormatter з методами:
- FormatBloodType(BloodType bt) → "A+", "B-" тощо
- FormatSpeciality(Speciality s) → "Кардіологія" тощо
- FormatAge(int age) → "41 рік", "33 роки", "16 років" (правила відмінювання)
- FormatPhone(string phone) → "(050) 123-4567"
Оновити Patient.ToString() і Doctor.ToString() щоб використовували форматер.
Додати індексатор this[int index] до PatientManager, DoctorManager, AppointmentManager.

Приклад

// static клас — викликається без екземпляру
Console.WriteLine(ClinicFormatter.FormatBloodType(BloodType.APositive));  // A+
Console.WriteLine(ClinicFormatter.FormatAge(1));   // 1 рік
Console.WriteLine(ClinicFormatter.FormatAge(3));   // 3 роки
Console.WriteLine(ClinicFormatter.FormatAge(11));  // 11 років

// індексатор
Patient first = clinic.Patients[0];
Doctor second = clinic.Doctors[1];

Підказки

static class не має екземплярів — new ClinicFormatter() заборонено компілятором. Усередині лише public static методи. Такий клас — просто «набір функцій під спільним іменем».
FormatBloodType / FormatSpeciality — це зіставлення «значення enum → рядок». Найчистіше — switch як вираз із гілкою _ для решти. Кожній назві зі специфікації Задачі 1 поставте у відповідність потрібний рядок.
FormatAge — правила українського відмінювання:
- остача від ділення на 100 у діапазоні 11–19 → завжди «років»;
- інакше дивимось останню цифру: 1 → «рік», 2–4 → «роки», решта → «років». Перевірте на 1, 3, 11, 21, 111.
FormatPhone — спершу переконайтесь, що рядок має рівно 10 символів і всі вони цифри; якщо ні — поверніть як є. Якщо так — зберіть "(050) 123-4567" з підрядків. Метод виділення підрядка — у документації String.
Індексатор — це властивість із параметром. Синтаксис — this[int index] з блоком get. Усередині перевірте межі (index у [0, _count)); якщо поза межами — поверніть null (тому тип — Patient?). Тільки get, без set.
Patient.ToString() / Doctor.ToString() тепер викликають ClinicFormatter замість того, щоб форматувати самотужки.

📖 Документація:

Адаптація до вашого домену

Клініка	Готель	Ресторан	Університет	Прокат авто	Бібліотека	Спортзал
`ClinicFormatter.FormatBloodType`	`HotelFormatter.FormatRoomType`	`RestaurantFormatter.FormatCategory`	`UnivFormatter.FormatFaculty`	`RentalFormatter.FormatCarClass`	`LibraryFormatter.FormatGenre`	`GymFormatter.FormatTrainingType`
`PatientManager[i]`	`GuestManager[i]`	`CustomerManager[i]`	`StudentManager[i]`	`ClientManager[i]`	`ReaderManager[i]`	`MemberManager[i]`

Коміт

git add ClinicApp/ClinicFormatter.cs
git add ClinicApp/Patient.cs ClinicApp/Doctor.cs
git add ClinicApp/PatientManager.cs ClinicApp/DoctorManager.cs ClinicApp/AppointmentManager.cs
git commit -m "Lab04 Task03"

Задача 4. Перевантаження методів та параметр out ⭐⭐⭐⭐

Умова

Перевантаження методів — декілька методів з однаковою назвою, але різними параметрами. Компілятор обирає потрібний за типом аргументів.

Параметр out — дозволяє методу повертати додаткове значення через аргумент. Класичний патерн — TryXxx: повертає bool (успіх/невдача) і через out — знайдений об'єкт.

Що реалізувати:

Перевантаження в DoctorManager:
- FindBySpeciality(string query) — існуючий (пошук за рядком, часткове співпадіння)
- FindBySpeciality(Speciality speciality) — новий (точне співпадіння за enum)
Перевантаження в AppointmentManager:
- GetByDate(DateTime date) — існуючий
- GetByDate(int year, int month, int day) — новий (три числа замість DateTime)
TryFindById у PatientManager:
- bool TryFindById(int id, out Patient patient)
TryFindById у DoctorManager:
- bool TryFindById(int id, out Doctor doctor)
Додати FindByBloodType(BloodType bloodType) до PatientManager.
Продемонструвати ?. та ?? у Program.cs.

Приклад

// Перевантаження — компілятор обирає за типом аргументу
Doctor[] cardiologists = clinic.Doctors.FindBySpeciality(Speciality.Cardiology);  // enum версія
Doctor[] found = clinic.Doctors.FindBySpeciality("кардіо");                       // string версія

// GetByDate overload
Appointment[] today = clinic.Appointments.GetByDate(2026, 5, 10);  // зручніше, ніж new DateTime(...)

// TryFindById з out параметром
if (clinic.Patients.TryFindById(3, out Patient patient))
    Console.WriteLine("Знайдено: " + patient.FullName);
else
    Console.WriteLine("Пацієнта не знайдено.");

// ?. та ??
string name = clinic.Patients.FindById(99)?.FullName ?? "не знайдено";
Console.WriteLine(name);  // не знайдено

Підказки

Перевантаження — це просто два методи з однаковим іменем і різними параметрами. FindBySpeciality(string) шукає за частиною рядка (як у Лабі 03), FindBySpeciality(Speciality) — точним порівнянням enum. Компілятор сам обере потрібний за типом аргументу на місці виклику.
GetByDate(int, int, int) не дублює логіку — він будує DateTime з трьох чисел і викликає вже наявний GetByDate(DateTime). Одна реалізація, зручніший вхід.
TryFindById — патерн TryXxx. Метод повертає bool (знайшли чи ні), а сам об'єкт віддає через параметр out. Всередині він спирається на наявний FindById. Прочитайте про out і про те, чому цей патерн зручніший за «повернути null і сподіватись, що викличок перевірить».
FindByBloodType(BloodType) — той самий двопрохідний патерн, що FindByName у Лабі 03, лише умова — точна рівність enum (==), а не входження підрядка.
?. (null-conditional) — звертання до члена, що безпечно дає null, якщо ліворуч null. ?? (null-coalescing) — підставляє запасне значення замість null. Разом: FindById(99)?.FullName ?? "невідомий" не впаде на неіснуючому ID. Ці оператори дозволені саме з цієї лаби — продемонструйте їх у Program.cs.

📖 Документація:

Адаптація до вашого домену

Клініка	Готель	Ресторан	Університет	Прокат авто	Бібліотека	Спортзал
`FindBySpeciality(Speciality)`	`FindByDepartment(Department)`	`FindByCategory(DishCategory)`	`FindByFaculty(Faculty)`	`FindByClass(CarClass)`	`FindBySection(LibrarySection)`	`FindByType(TrainingType)`
`TryFindById(id, out Patient)`	`TryFindById(id, out Guest)`	`TryFindById(id, out Customer)`	`TryFindById(id, out Student)`	`TryFindById(id, out Client)`	`TryFindById(id, out Reader)`	`TryFindById(id, out Member)`

Коміт

git add ClinicApp/PatientManager.cs ClinicApp/DoctorManager.cs ClinicApp/AppointmentManager.cs ClinicApp/Program.cs
git commit -m "Lab04 Task04"

Структура проєкту наприкінці лаби

Так має виглядати ClinicApp/, коли всі 4 завдання виконано:

oop-course/                          ← гілка Lab-04 (після злиття — main)
├── .gitignore
├── oop-course.slnx
└── ClinicApp/
    ├── ClinicApp.csproj
    ├── Program.cs                   ✏ Т1 Т2 Т4
    ├── Patient.cs                   ✏ Т1 Т3
    ├── Doctor.cs                    ✏ Т1 Т2 Т3
    ├── PatientManager.cs            ✏ Т3 Т4
    ├── DoctorManager.cs             ✏ Т1 Т3 Т4
    ├── Appointment.cs               ✏ Т1
    ├── AppointmentManager.cs        ✏ Т3 Т4
    ├── Clinic.cs
    ├── GrowablePatientManager.cs
    ├── AppointmentStatus.cs         🆕 Т1
    ├── BloodType.cs                 🆕 Т1
    ├── Speciality.cs                🆕 Т1
    ├── WorkSchedule.cs              🆕 Т2
    └── ClinicFormatter.cs           🆕 Т3

Легенда: 🆕 — новий файл · ✏ — змінено вміст · Тn — номер задачі, у якій ви працюєте з файлом. Файли без позначки лишились такими, як були в Лабі 03.

Усі файли поки що лежать в одній теці ClinicApp/ — у підпапки (Models/, Enums/, Managers/, Utils/) їх розкладемо в Лабі 05.

Перевірка перед здачею

dotnet build ClinicApp
dotnet run --project ClinicApp

Переконайтесь, що:

Структура проєкту збігається зі схемою вище
Проєкт компілюється без помилок і попереджень
У коді немає рядкових літералів "Scheduled", "A+", "Кардіологія" — усе через enum
BloodType.APositive показується як "A+" (через ClinicFormatter)
Doctor.Schedule.ToString() повертає "08:00–16:00 (8 год)"
clinic.Patients[0] повертає першого пацієнта, clinic.Patients[999] — null
clinic.Doctors.FindBySpeciality(Speciality.Cardiology) і FindBySpeciality("кардіо") обидва працюють (перевантаження)
TryFindById(99, out var p) повертає false і не кидає виняток
FindById(99)?.FullName ?? "не знайдено" не падає з NullReferenceException
FormatAge: 1 → «1 рік», 3 → «3 роки», 11 → «11 років», 21 → «21 рік»

Питання для самоперевірки

Що саме перевіряє компілятор, коли статус — enum, і чого він не може перевірити, коли статус — string?
WorkSchedule a = b; a.Start = 10; — чому цей код навіть не скомпілюється, і що було б з b, якби Start мав set?
Чому ClinicFormatter — static class, а не звичайний клас, який просто ніхто не інстанціює? Що дає ключове слово static на класі?
Індексатор і звичайна властивість — у чому синтаксична й змістова різниця?
TryFindById повертає bool + out. Чим це надійніше за «повернути Patient? і сподіватись на перевірку != null»?
FindBySpeciality(string) і FindBySpeciality(Speciality) — це перевантаження. Чи можна було б обійтися одним методом з необов'язковим параметром? Чому ні?

Статус гілки

Після всіх 4 завдань (кожне — окремий коміт Lab04 TaskNN на гілці Lab-04):

git push -u origin Lab-04
git checkout main
git merge --no-ff Lab-04 -m "Merge Lab-04: Class Members"
git push

Наступна лаба: git checkout main → git checkout -b Lab-05.