C# 入门基础知识 - C# 结构、类与属性
- [第9节 结构、类与属性](#第9节 结构、类与属性)
-
- [9.1 结构的使用](#9.1 结构的使用)
- [9.2 枚举](#9.2 枚举)
- [9.3 面向对象概述](#9.3 面向对象概述)
- [9.4 类与对象的关系](#9.4 类与对象的关系)
- [9.5 类的声明](#9.5 类的声明)
- [9.6 属性的使用](#9.6 属性的使用)
-
- [9.6.1 属性](#9.6.1 属性)
- [9.6.2 属性使用](#9.6.2 属性使用)
- [9.7 构造函数和析构函数](#9.7 构造函数和析构函数)
-
- [9.7.1 构造函数](#9.7.1 构造函数)
- [9.7.2 析构函数](#9.7.2 析构函数)
- [9.8 类的继承](#9.8 类的继承)
- [9.9 类的封装](#9.9 类的封装)
- [9.10 类的多态](#9.10 类的多态)
更多C#基础知识点可查看:C#学习笔记 - C#基础知识 - C#从入门到放弃
第9节 结构、类与属性
9.1 结构的使用
在C#中,结构(Struct)是一种用户自定义的数据类型,用于封装多个相关的值。与类(Class)不同,结构是值类型(Value Type),而不是引用类型(Reference Type)。
【示例程序代码】 一次性声明多个不同类型的变量
csharp
namespace 结构的使用
{
//结构放于此空间,所有类都可访问
public struct ClerkInfo
{
public string name;
public int age;
public string department;
public char sex;
}
class Program
{
//如果放于此位置,只有当前Program类或继承类可以访问
static void Main(string[] args)
{
ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();
c1.name = "Flyer";
c1.age = 24;
c1.department = "数据库维护部";
c1.sex = '男';
Console.WriteLine("我是{0},{3}生,今年{1}岁,工作于{2}。",c1.name,c1.age,c1.department,c1.sex);
Console.ReadKey();
}
}
}
运行程序:
csharp
我是Flyer,男生,今年24岁,工作于数据库维护部。
在示例代码中出现的一些使用结构的常见情况和示例说明:
1、声明结构:
要声明一个结构,可以使用 struct 关键字,后面跟着结构的名称和定义结构的内容。
csharp
public struct ClerkInfo
{
public string name;
public int age;
public string department;
public char sex;
}
2、创建结构的实例:
可以使用 new
关键字创建结构的实例。
csharp
ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();
3、结构的成员访问:
结构的成员可以通过点符号进行访问。
csharp
c1.name = "Flyer";
c1.age = 24;
c1.department = "数据库维护部";
c1.sex = '男';
4、方法和属性:
结构可以包含方法和属性来定义结构的行为和操作。
可以为示例代码结构添加一个方法来打印结构的信息:
csharp
public struct ClerkInfo
{
public string name;
public int age;
public string department;
public char sex;
//可以在结构中添加一个打印信息功能
public void PrintInfo()
{
Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}",name,age);
}
}
然后,可以通过结构的实例调用该方法:
csharp
ClerkInfo c2 = new ClerkInfo()
{
name = "程饱饱吃得好饱",
age = 24
};
c2.PrintInfo();
运行程序:
csharp
Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24
5、结构作为参数和返回值:
结构可以作为方法的参数和返回值。当作为参数传递时,会进行值的复制。
csharp
public void updateClerkInfoName(string newName)
{
c.name = newName;
}
//当作为返回值返回时,会复制整个结构的值
// 将 getClerkInfo() 定义为静态方法
public static ClerkInfo getClerkInfo()
{
return new ClerkInfo
{
name = "程饱饱",
age = 25
};
}
csharp
// 调用 updateClerkInfoName() 方法
c1.updateClerkInfoName("Choao");
Console.WriteLine(c1.name);
// 调用 getClerkInfo() 方法
ClerkInfo clerk = ClerkInfo.getClerkInfo();
Console.WriteLine(clerk.name);
Console.WriteLine(clerk.age);
运行程序:
csharp
Choao
Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24
程饱饱
25
6、结构的默认构造函数:
结构可以具有默认构造函数。如果没有定义任何构造函数,编译器将自动为结构生成一个默认的无参数构造函数,该构造函数将初始化结构的所有字段为其类型的默认值。
【示例完整代码展示】
csharp
namespace 结构的使用
{
//结构放于此空间,所有类都可访问
public struct ClerkInfo
{
public string name;
public int age;
public string department;
public char sex;
public void PrintInfo()
{
Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}", name, age);
}
//当作为参数传递时,会进行值的复制
public void updateClerkInfoName(string newName)
{
name = newName;
}
//当作为返回值返回时,会复制整个结构的值
// 将 getClerkInfo() 定义为静态方法
public static ClerkInfo getClerkInfo()
{
return new ClerkInfo
{
name = "程饱饱",
age = 25
};
}
}
class Program
{
//如果放于此位置,只有当前Program类或继承类可以访问
static void Main(string[] args)
{
ClerkInfo c1 = new ClerkInfo();
c1.name = "Flyer";
c1.age = 24;
c1.department = "数据库维护部";
c1.sex = '男';
Console.WriteLine("我是{0},{3}生,今年{1}岁,工作于{2}。", c1.name, c1.age, c1.department, c1.sex);
// 调用 updateClerkInfoName() 方法
c1.updateClerkInfoName("Choao");
Console.WriteLine(c1.name);
// 调用 PrintInfo() 方法
ClerkInfo c2 = new ClerkInfo
{
name = "程饱饱吃得好饱",
age = 24
};
c2.PrintInfo();
// 调用 getClerkInfo() 方法
ClerkInfo clerk = ClerkInfo.getClerkInfo();
Console.WriteLine(clerk.name);
Console.WriteLine(clerk.age);
Console.ReadKey();
}
}
}
运行程序:
csharp
我是Flyer,男生,今年24岁,工作于数据库维护部。
Choao
Name: 程饱饱吃得好饱, Age: 24
程饱饱
25
9.2 枚举
在C#中,枚举(Enumeration)允许定义一组命名常量。它们为常用的一组特定值提供了一个描述性的名称。枚举在代码中提高可读性,并使代码更易于理解。
【代码示例】
csharp
namespace 枚举
{
//在此空间声明枚举,枚举作用与结构类似,可以在结构中被调用
public enum Gender
{
男, 女
}
public enum Week
{
星期一,星期二,星期三,星期四,星期五,星期六,星期天
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//枚举调用
Gender myGender = Gender.男;
Week myWorkDay = Week.星期五;
Console.WriteLine("我是{0}生,今天是{1}。",myGender,myWorkDay); //我是男生,今天是星期五。
//枚举中每个值会根据定义的顺序从0开始自动赋予每个值一个整型
//(int)实现将枚举转换为整型
Console.WriteLine((int)myGender); //0
Console.WriteLine((int)myWorkDay); //4
//
Console.WriteLine(myGender.ToString()); //男
Console.WriteLine(myWorkDay.ToString()); //星期五
//将枚举转换为字符串 不能用(string)
//只能用myWorkDay.ToString();或Convert.ToString(myWorkDay);
Console.WriteLine(myGender); //男
Console.WriteLine(myWorkDay); //星期五
//(枚举名)实现将整型转换为枚举
int myInt = 5;
Console.WriteLine((Week)myInt); //星期六
//将字符串转换为枚举值
string myStr = "星期五";
Console.WriteLine((Week)Enum.Parse(typeof(Week), myStr)); //星期五
Console.ReadKey();
}
}
}
Note:
当枚举值没有明确赋值时,默认从0
开始自增,所以 星期一
的值为0
,星期二
的值为1
,依此类推。
枚举是用于表示一组有限的可能性的强类型标识符。
9.3 面向对象概述
C# 是一种面向对象的编程语言,它支持面向对象编程(OOP)的核心原则和概念。面向对象编程是一种用于构建软件系统的编程范式,它将现实世界中的问题分解为一组相关的对象,并通过对象之间的交互来解决这些问题。
以下是面向对象编程的一些核心概念和特性:
1、类(Class):
类是面向对象编程的基本构建块,它是对象的蓝图或模板。类定义了对象的属性(字段)和行为(方法)。
2、对象(Object):
对象是类的实例化,它是类定义的具体实体,具有特定的状态和行为。通过创建对象,我们可以使用类定义的属性和方法。
3、封装(Encapsulation):
封装是面向对象的一个重要概念,它将数据和方法封装在类中,并通过公共接口提供对它们的访问。封装隐藏了内部实现的细节,使对象的使用者只需关注公共接口。
4、继承(Inheritance):
继承允许一个类(子类)从另一个类(父类)继承属性和方法。子类可以扩展父类的功能,并添加自己的特定行为。继承实现了代码的重用和层次结构的建立。
5、多态(Polymorphism):
多态允许对象在不同的上下文中表现出不同的行为。通过多态,父类的引用可以指向子类的对象,使得在调用相同的方法时可以产生不同的结果。
9.4 类与对象的关系
类 和对象是面向对象编程中两个重要的概念,它们之间存在着紧密的关系。
类(Class):
类是面向对象编程的基本构建块,它是对象的模板或蓝图,用于定义对象的属性(字段)和行为(方法)。类可以看作是一类对象的抽象表示,描述了对象的共同特性。
对象(Object):
对象是类的实例化,它是类的具体实体,具有特定的状态和行为。通过创建对象,可以使用类定义的属性和方法。
类 与对象之间的关系如下:
类是对象的抽象,表示一类相似对象的定义。它描述了对象所具有的属性和方法,并提供了创建对象的模板。
对象是类的具体实例,它根据类的定义创建,并具有类所定义的属性和方法。可以通过关键字 new 来创建类的实例。
类是对象的定义;对象是类的实例。 类定义了对象的结构和行为,包括属性和方法等;而对象持有类定义的属性值和对方法的调用。
【示例代码】
csharp
class Car
{
public string brand;
public string color;
public void Start()
{
Console.WriteLine("The car starts.");
}
public void Accelerate()
{
Console.WriteLine("The car accelerates.");
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 创建一个Car类的对象
Car myCar = new Car();
// 设置对象的属性值
myCar.brand = "Toyota";
myCar.color = "Red";
// 调用对象的方法
myCar.Start();
myCar.Accelerate();
Console.ReadKey();
}
}
在上述代码中,定义了一个名为 Car
的类,它具有 brand
和 color
属性 以及 Start( )
和 Accelerate( )
方法。在 Main
方法中,我们创建了一个 Car
类的对象 myCar
,并设置了其品牌和颜色属性的值。然后,我们通过 myCar
对象调用了 Start( )
和 Accelerate( )
方法。
通过类和对象的关系,我们可以实现代码的封装性、复用性和可维护性。类定义了对象的结构和行为,而对象则代表了类的实例,具有类所定义的属性和方法。
9.5 类的声明
定义类的方式:
右击需要创建类的所在解决方案下的项目 --> 添加 --> 类 --> 命名、添加
完成后会打开一个新的页面,定义完成后保存,可返回Main
方法中调用。
【类的声明】
csharp
public enum Gender
{
男,女
}
class Clerk
{
//定义字段,字段可以存放多个值命名规范:_camelCase,变量只能放一个值
public string _name;
public Gender _gender;
public int _age;
public string _department;
public int _workYears;
//定义一个非静态方法
public void Print()
{
Console.WriteLine("我叫{0},{1}生,今年{2}岁,在{3}部门工作{4}年了。",this._name, this._gender, this._age, this._department, this._workYears);
}
}
【类的调用】
csharp
static void Main(string[] args)
{
//调用类需将类实例化 实例化:将类指定个某个对象
Clerk c1 = new Clerk();
Clerk c2 = new Clerk();
//c1对象赋值
c1._name = "Flyer.Cheng";
c1._gender = Gender.男;
c1._age = 24;
c1._department = "数据库维护";
c1._workYears = 2;
//调用非静态方法
c1.Print();
//c2对象赋值
c2._name = "Anna.Wang";
c2._gender = Gender.女;
c2._age = 25;
c2._department = "财务";
c2._workYears = 3;
//调用非静态方法
c2.Print();
//声明一个变量
string myStr = "程饱饱";
Console.WriteLine(c1._name);
Console.WriteLine(c2._name); //_name同一个字段 不同对象
Console.WriteLine(myStr);
Console.WriteLine(myStr); //说明字段中可以存储多个值,而变量中只能存一个值
Console.ReadKey();
}
运行程序:
csharp
我叫Flyer.Cheng,男生,今年24岁,在数据库维护部门工作2年了。
我叫Anna.Wang,女生,今年25岁,在财务部门工作3年了。
Flyer.Cheng
Anna.Wang
程饱饱
程饱饱
9.6 属性的使用
9.6.1 属性
在C#中,属性(Properties)是一种特殊的成员,用于封装类的字段,以提供对字段的安全访问和控制。属性允许读取和写入私有字段的值,并提供了对字段的验证和计算的机会。
属性 具有类似字段 的语法,但在背后使用了get
和set
访问器来实现对字段的访问和修改。通过属性,可以隐藏实际的字段,并在访问和修改字段时执行额外的逻辑。
以下是使用属性的基本语法:
csharp
访问修饰符 数据类型 属性名
{
get { return 字段名; }
set { 字段名 = value; }
}
- 访问修饰符:指定属性的可访问性,可以是public、private等。
- 数据类型:指定属性的数据类型,例如int、string等。
- 属性名:给属性命名的标识符,按照命名约定应使用PascalCase(首字母大写)。
- get访问器:用于获取属性的值。它是一个返回属性类型的代码块。
- set访问器:用于设置属性的值。它是一个接受属性类型的参数的代码块。
以下是一个简单的使用属性的示例:
csharp
class Person
{
private string name; // 私有字段
public string Name // 公共属性
{
get { return name; }
set { name = value; }
}
}
在上述的示例中,我们定义了一个名为Person
的类,其中有一个私有字段 name
和一个公共属性 Name
。属性Name提供了对字段name的访问和修改。
使用属性:
csharp
Person person = new Person();
person.Name = "flyer"; // 设置属性的值
string name = person.Name; // 获取属性的值
通过属性,可以对字段的值进行控制和验证,可以在set
访问器中加入一些逻辑,以确保赋给属性的值满足一定的条件。以下是一个使用属性验证的示例:
csharp
class Person
{
private string name; // 私有字段
public string Name // 公共属性
{
get { return name; }
set
{
if (value != null && value.Length > 0)
{
name = value;
}
}
}
}
在上述示例中,添加了对属性 Name
赋值的验证逻辑。只有当赋给属性的值不为空且长度大于0时,才赋给字段 name
。
属性还可以使用自动实现的方式来减少代码量。通过自动实现属性,不需要手动编写get和set访问器,编译器会自动生成默认的访问器。
以下是使用自动实现属性的示例:
csharp
class Person
{
public string Name { get; set; } // 自动实现属性
}
在上述代码中,使用简化的语法声明了一个自动属性 Name
。编译器会自动创建一个名为 Name 的私有字段,并使用 get
和 set
访问器对属性的值进行读取和写入。
9.6.2 属性使用
1、属性的声明:
C#中属性的声明类似于方法的声明,但使用 get
和 set
访问器来定义属性的读取和写入行为。属性通常与一个私有字段相关联,以存储属性的值。
csharp
public int MyProperty
{
get { return myField; } // 获取属性值并返回
set { myField = value; } // 设置属性值
}
在上述代码中,声明了一个名为 MyProperty
的属性,它与一个名为 myField
的私有字段相关联。通过 get
访问器,返回字段的值,通过 set
访问器,设置字段的值。
2、自动属性:
C#中还提供了自动属性的简化语法,可以极大地简化属性的声明。自动属性会自动创建一个隐藏的私有字段,用于存储属性的值。下面是自动属性的示例:
csharp
public int MyProperty { get; set; }
在上述代码中,使用简化的语法声明了一个自动属性 MyProperty
。编译器会自动创建一个名为 MyProperty
的私有字段,并使用 get
和 set
访问器对属性的值进行读取和写入。
使用自动属性时,可以提供简洁性和可读性;但是如果需要在获取或设置属性值时执行其他逻辑,还是需要使用完整的属性声明。
3、只读属性:
如果只需要创建一个只读属性,即只有 get
访问器而没有 set
访问器,可以省略 set
访问器。只读属性只能在构造函数或属性的初始值设定项中设置值。
csharp
public int MyReadOnlyProperty { get; }
在上述代码中,声明了一个只读属性 MyReadOnlyProperty
,只有 get
访问器。这意味着可以通过 get
访问器读取属性的值,但无法通过 set
访问器设置属性的值。
4、访问属性:
csharp
// 创建类的实例
MyClass obj = new MyClass();
// 设置属性的值
obj.MyProperty = 10;
// 获取属性的值
int value = obj.MyProperty;
在上述代码中,创建了一个类的实例 obj
。通过 obj
对象,我们可以使用点运算符 .
来访问和设置属性的值。
Note:
① 属性由 get 和 set 访问器组成,用于读取和写入属性的值。
② 访问器可以定义为 public、private、protected 或 internal 等修饰符,用于控制对属性的访问级别。
【综合代码示例】
1、Clerk类的定义:
csharp
class Clerk
{
//类中可以存放:
//字段:采用_camelCase命名方式
//属性:采用PascaCase命名方式
//方法:
//定义属性后往往都会通过属性来访问字段
//通常情况下 属性声明为public 字段声明为private
//在外部访问类中的字段都是通过属性实现
public string _name;
public string Name
{
get;
set; //自动属性进行预留,以防后期需要添加限定
}
public char _gender;
//定义属性Gender
//通常我们将get与set称为访问器,有四种:
//1>既读又写 同时包含get和set
//2>只读 只包含get
//3>只写 只包含set
//4>自动 get
public char Gender
{
get //get可以对取值进行限定
{
if (_gender != '女' && _gender != '男')
_gender = 'N';
return _gender;
}
set //set可以对赋值进行限定
{ _gender = value; }
}
public int _age;
//定义属性Age
public int Age
{
get //get可以对取值进行限定
{
return _age;
}
set //set可以对赋值进行限定
{
if (value < 0 || value > 120) value = 0;
_age = value;
}
}
public string _department;
public string Department
{
get;
set; //自动属性进行预留,以防后期需要添加限定
}
public int _workYears;
public int WorkYears
{
get;
set; //自动属性进行预留,以防后期需要添加限定
}
public void Print()
{
Console.WriteLine("我叫{0},{1}生,今年{2}岁,我已经在{3}工作{4}年了。", this.Name, this.Gender, this.Age, this.Department, this.WorkYears);
//this关键字表示当前类对象
}
}
2、主体方法调用类:
csharp
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//将类实例化后分别赋值,调用方法
Clerk c1 = new Clerk();
//直接调用
c1.Name = "程饱饱";
c1.Gender = '男';
c1.Age = 24;
c1.Department = "数据库开发维护部";
c1.WorkYears = 2;
c1.Print();
//通过属性调用
Console.WriteLine("通过属性访问字段:Gender:{0},Age:{1}。",c1.Gender,c1.Age);
Console.ReadKey();
}
}
9.7 构造函数和析构函数
9.7.1 构造函数
构造函数 是用于初始化对象的特殊方法,它有以下特性:
① 它在创建对象时自动调用,并用于设置对象的初始状态。
② 名称与类的名称相同,并且没有返回类型。
③ 可以具有参数(参数化构造函数),用于在创建对象时传递参数。
④ 参数化构造函数可以接受不同类型和数量的参数。
⑤ 构造函数支持重载。
【示例代码】
1、类和方法的定义
csharp
public enum Gender
{
男,女
}
class Clerk
{
private string _name;
public string Name
{
get { return _name; }
set { _name = value; }
}
private Gender _gender;
public Gender Gender
{
get{ return _gender; }
set{ _gender = value; }
}
private int _age;
public int Age
{
get{return _age;}
set{_age = value;}
}
private string _department;
public string Department
{
get { return _department; }
set { _department = value; }
}
private int _workYears;
public int WorkYears
{
get { return _workYears; }
set { _workYears = value; }
}
public void Print()
{
Console.WriteLine("我叫{0},{1}生,今年{2}岁,我已经在{3}工作{4}年了。", this.Name, this.Gender, this.Age, this.Department, this.WorkYears);
}
//构造函数:是一种特殊的方法,没有返回值但是不能使用void,必须public,且构造函数的名称必须跟类名一致
public Clerk(string name,Gender gender,int age,string department,int workYears)
{
this.Name = name;
this.Gender = gender;
this.Age = age;
this.Department = department;
this.WorkYears = workYears;
}
}
2、主体方法的调用
① 如果没有定义构造函数Clerk
,需要实例化类然后赋值并调用:
csharp
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Clerk c1 = new Clerk();
c1.Name = "程饱饱";
c1.Gender = Gender.男;
c1.Age = 24;
c1.Department = "数据库维护开发部";
c1.WorkYears = 2;
c1.Print();
Console.ReadKey();
}
}
csharp
我叫程饱饱,男生,今年24岁,我已经在数据库维护开发部工作2年了。
② 定义构造函数Clerk
后,可简化实例化及赋值代码:
csharp
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Clerk c1 = new Clerk("程饱饱",Gender.男,24, "数据库维护开发部",2);
c1.Print();
Console.ReadKey();
}
}
csharp
我叫程饱饱,男生,今年24岁,我已经在数据库维护开发部工作2年了。
new
关键字:
1)在内存中开辟空间
2)在开辟空间中创建对象
3)对对象进行初始化,将各个属性值赋值
在创建类中会存在一个默认的无参数的构造函数 ,一旦定义了新的构造函数,不论新的构造函数是否有有参数,原默认的无参数的构造函数都会被覆盖掉 。
9.7.2 析构函数
析构函数 是在销毁对象时自动调用的特殊方法:
① 它的名称与类的名称相同,但在方法名前加上一个波浪号(~)。
② 析构函数没有参数,没有访问修饰符和返回类型。
③ 析构函数不需要手动调用,CLR(Common Language Runtime)会自动在对象销毁时调用析构函数。
④ 析构函数常用于执行一些清理操作,例如释放非托管资源、关闭文件、释放数据库连接等。
需要注意:
C#中的析构函数不像其他语言(如C++)那样可靠,无法保证准确的释放资源。因此,在C#中常用的是使用 Dispose( )
方法和 using
语句来释放资源。
以下是析构函数的基本语法:
csharp
public class MyClass
{
~MyClass() // 析构函数的声明
{
// 析构函数的代码
}
}
关于析构函数:
1、析构函数的执行时机:
① 析构函数在对象被销毁时自动调用,也就是当对象的生命周期结束时(例如,对象离开作用域、对象被赋予其他引用、程序终止等)。
② 析构函数不能被显式调用,也不能手动触发对象的销毁。
2、析构函数的清理操作:
① 析构函数主要用于执行清理操作,例如释放非托管资源(如文件、数据库连接等)或其他资源的释放和关闭。
② 在析构函数中可以使用任何合法的C#代码,具体的清理操作根据需求来决定。
3、析构函数的注意事项:
① 析构函数通常用于释放非托管资源。对于托管资源(例如,使用垃圾回收管理的资源),不需要在析构函数中进行额外的处理,因为垃圾回收器会自动释放托管资源。
② 由于析构函数的执行时间是无法确定的,不要在析构函数中依赖于外部资源或其他对象的状态。
析构函数不能被继承、重载或显式调用。
③ 一个类只能有一个析构函数。
4、垃圾回收器(Garbage Collector)和析构函数:
① 垃圾回收器负责管理和释放托管内存,它会自动回收不再使用的对象以释放内存空间。
② 与垃圾回收器不同,析构函数主要用于释放非托管资源,并在对象销毁时执行其他清理操作(如关闭文件、释放数据库连接)。
9.8 类的继承
面向对象编程(Object-oriented programming)的三个基本特征是封装(Encapsulation)、继承(Inheritance)和多态(Polymorphism)。
在C#中,类的继承是一种基于已有类(称为基类或父类)创建新类(称为派生类或子类)的机制。派生类扩展了基类的功能,并可以添加自己的成员、方法和属性。
要实现类的继承,可以使用:符号,后跟要继承的基类的名称。派生类可以继承一个基类,但C#不支持多重继承(即一个类不能直接继承多个类)。
下面是一个简单的示例,演示了如何使用类的继承:
csharp
// 基类
class Animal
{
public string Name { get; set; }
public void Sleep()
{
Console.WriteLine("The animal is sleeping.");
}
}
// 派生类
class Dog : Animal
{
public void Bark()
{
Console.WriteLine("The dog is barking.");
}
}
在上述示例中,Animal类是基类,Dog类是派生类。派生类Dog继承了基类Animal的所有成员,包括属性Name和方法Sleep。此外,派生类Dog还添加了自己的方法Bark。
派生类可以使用继承的成员,也可以添加自己的成员,并且可以覆盖(重写)基类的虚方法。
以下是一些关于类继承的重要概念和用法:
1、访问修饰符:
派生类可以访问基类中的所有public
和protected
成员。private
成员对派生类不可见。派生类还可以具有自己的访问修饰符控制派生类成员的访问级别。
2、构造函数:
派生类可以调用基类的构造函数来初始化基类的成员。使用base关键字可以在派生类的构造函数中调用基类的构造函数。
3、方法重写:
派生类可以通过重写(override)基类中的虚方法来实现多态性。要重写基类的方法,派生类中的方法必须使用override关键字进行标记。
4、隐藏成员:
派生类中的成员可以隐藏基类中的同名成员。使用new关键字可以隐藏基类的成员,但不推荐在派生类中隐藏基类的成员,因为它可能引起混淆和意料之外的行为。
5、继承链:
派生类也可以作为更高级别派生出其他派生类的基类,形成继承链。
Note:
① 类的继承应该符合"is-a"的关系。也就是说,派生类应该是基类的一种特殊类型。例如,狗是一种动物,所以Dog类可以派生自Animal类。
② C#不支持多重继承,一个类只能直接继承自一个基类。但是,可以通过接口来实现多重继承的一部分功能。
③ 尽量避免过度嵌套和复杂的继承层次,以保持代码的可读性和可维护性。
④ 继承是面向对象编程的重要概念,可以提高代码的重用性和扩展性。通过派生类可以构建更加复杂和功能强大的系统。
9.9 类的封装
面向对象编程(Object-oriented programming)的三个基本特征是封装(Encapsulation)、继承(Inheritance)和多态(Polymorphism)。
在C#中,类的封装是一种将数据和行为封装在一个独立的单元中的机制。封装将类的内部实现细节隐藏起来,只对外提供必要的接口,提供更好的安全性和代码维护性。
要实现类的封装,可以使用访问修饰符来管理类的成员的访问级别。C#提供了以下访问修饰符:
public
:公共访问修饰符,可以在任何地方访问该成员,没有限制。
private
:私有访问修饰符,只能在类的内部访问该成员,对外部不可见。
protected
:受保护访问修饰符,只能在类内部和继承类中访问该成员,对外部不可见。
internal
:内部访问修饰符,只能在同一程序集中的类中访问该成员,对外部不可见。
protected internal
:受保护的内部访问修饰符,可以在同一程序集中的类和继承类中访问该成员,对外部不可见。
以下是一个示例,演示了如何使用访问修饰符来封装类的成员:
csharp
class MyClass
{
private int privateField;
public int publicField;
protected int protectedField;
public void PublicMethod()
{
// 可以访问所有成员
privateField = 1;
publicField = 2;
protectedField = 3;
}
private void PrivateMethod()
{
// 仅限类的内部访问
}
protected void ProtectedMethod()
{
// 仅限类的内部和继承类访问
}
}
在上述示例中,privateField是一个私有字段,只能在类的内部访问;publicField是一个公共字段,可以在任何地方访问;protectedField是一个受保护字段,只能在类的内部和继承类中访问。同样PrivateMethod是一个私有方法,只能在类的内部访问;PublicMethod是一个公共方法,可以在任何地方访问;ProtectedMethod是一个受保护方法,只能在类的内部和继承类中访问。
通过封装,可以隐藏类的内部实现细节,只暴露必要的接口,从而提高代码的安全性和可维护性。封装还可以帮助我们模块化和组织代码,使其更易于使用和理解。
9.10 类的多态
面向对象编程(Object-oriented programming)的三个基本特征是封装(Encapsulation)、继承(Inheritance)和多态(Polymorphism)。
实现多态性的多种途径:
1、虚方法:将父类的方法标记为虚方法,使用关键字virtual,此方法在子类中可以重写(override)
2、抽象类与抽象方法:
3、接口实现
抽象类:不需要使用基类实例化的对象
虚方法:需要使用基类实例化的对象
1、虚方法实现:
csharp
class Clerk
{
public virtual void WorkPlan()
{
Console.WriteLine("我是职员,我需要有工作计划。");
}
}
class ProjectManager:Clerk
{
public override void WorkPlan()
{
Console.WriteLine("我是项目经理,我也需要有工作计划。");
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Clerk c1 = new Clerk();
ProjectManager p1 = new ProjectManager();
//c1.WorkPlan();
//p1.WorkPlan();
Clerk[] clerk = { c1, p1 };
foreach (Clerk outclerk in clerk)
outclerk.WorkPlan();
Console.ReadKey();
}
}
}
2、抽象类实现
csharp
abstract class Drink
{
public abstract void drink();
//利用抽象来实现,类抽象化、方法抽象化,并且方法中不能有方法体{ }
//{
// Console.WriteLine("我是饮料,我可以用来解渴。");
//}
}
class Milk:Drink
{
public override void drink()
{
Console.WriteLine("我是牛奶,我也可以用来解渴。");
}
}
class Tea:Drink
{
public override void drink()
{
Console.WriteLine("我是茶,我也可以用来解渴。");
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Drink myMilk = new Milk();
Drink myTea = new Tea();
Drink[] drink = { myMilk, myTea };
foreach (Drink outdrink in drink)
outdrink.drink();
Console.ReadKey();
}
}
【代码示例】
老鹰(eagle)、麻雀(sparrow)、鸵鸟(ostrich)都是鸟类(birds),根据三者的共性提取出鸟类作为父类,但是她们都有各自特点:老鹰吃小鸡,麻雀吃粮食,驼鸟吃青草。
csharp
abstract class Birds
{
public abstract void food();
}
class Eagle:Birds
{
public override void food()
{
Console.WriteLine("这是老鹰,老鹰爱吃小鸡。");
}
}
class Sparrow:Birds
{
public override void food()
{
Console.WriteLine("这是麻雀,麻雀爱吃粮食。");
}
}
class Ostrich:Birds
{
public override void food()
{
Console.WriteLine("这是鸵鸟,鸵鸟爱吃青草。");
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Birds eagle = new Eagle(); //只能抽象派生类
Birds sparrow = new Sparrow();
Birds ostrich = new Ostrich();
Birds[] birds = { eagle, sparrow, ostrich };
foreach (Birds outbird in birds)
outbird.food();
Console.ReadKey();
}
}
在上述的代码示例中,存在一个基类 Birds 和 三个派生类 Eagle、Sparrow和Ostrich。基类Birds 中定义了一个 虚方法 food( )
,而派生类中使用override
关键字重写了该方法。
在Main
方法中,我们创建了三个Birds 类型的变量eagle、sparrow和ostrich,并将其实例化为Eagle、Sparrow和Ostrich类型的对象。由于Eagle、Sparrow和Ostrich都是Birds 的派生类,所以可以将它们赋值给Birds 类型的变量。
通过调用.food( )
方法,编译器会根据实际对象的类型来确定调用的方法。即使使用的是基类的引用变量,但实际上调用的是派生类的方法。这就是类的多态性。
多态性的好处是可以在不修改已有代码的情况下扩展程序的功能。如果新增一个派生类,只需要将其实例化为基类类型的对象 ,就可以通过基类类型的引用调用相应的方法,而无需修改调用代码。
总结:
类的多态性是通过继承和方法重写实现的。它允许我们通过使用基类类型的引用来引用派生类的对象,并根据实际对象的类型来调用相应的方法。多态性提供了灵活性和可扩展性,使得代码更加通用和可重用。