C# 类(Class)教程

在现代面向对象编程中,**类(Class)**是最基础、最重要的概念之一。通过学习类,我们可以理解怎样定义自己的数据类型,封装数据与行为,构建复杂的软件体系结构。本文将详细介绍C#中的类,从基础定义到高级特性,包括成员变量、成员函数、构造函数、析构函数、静态成员等。


一、什么是类(Class)?

简单来说,类是一个蓝图(模板) 。你可以把它想象成设计某种物品的"设计图",它定义了该物品的组成部分(成员变量)以及它可以做的事情(成员方法或函数)。但类本身并不占用存储空间,只有在你根据它创建了"实例对象"时,才会在内存中存在具体的对象。

例子:汽车类(Car)

  • 组成:品牌、颜色、速度(成员变量)
  • 行为:加速、刹车、转向(成员函数)

二、定义一个基本类------基本结构

在C#中,定义一个类的语法如下:

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<访问修饰符> class <类名> { // 成员变量 <访问修饰符> <数据类型> 变量名; // 成员方法 <访问修饰符> <返回类型> 方法名(参数列表) { // 方法体 } }

常用的访问修饰符

  • public:公共的,可以被任何地方访问
  • private:私有的,只能在类内部访问(默认)
  • protected:保护的,仅子类和本类中访问
  • internal:同一程序集内可访问(默认)

三、示例:定义一个简单的类

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using System; namespace Example { class Person { public string Name; // 姓名 public int Age; // 年龄 public void Introduce() { Console.WriteLine($"大家好,我叫{Name},今年{Age}岁。"); } } class Program { static void Main(string[] args) { Person p = new Person(); p.Name = "小明"; p.Age = 20; p.Introduce(); } } }

运行效果:

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大家好,我叫小明,今年20岁。


四、对象(Object)与类

  • 对象(Instance):类的实际存在,是类的实例。

创建对象:

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Person p = new Person();

. 运算符用于访问对象的成员(变量或方法):

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p.Name = "小红"; p.Introduce();


五、成员变量的封装------私有化与访问

通常,为了保护数据不被随意篡改,我们会将成员变量定义成private,并提供**公共方法(getter/setter)**访问。

例子:封装成员变量

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using System; namespace Encapsulation { class Person { private string name; private int age; public void SetName(string name) { this.name = name; } public string GetName() { return name; } public void SetAge(int age) { if (age >= 0) { this.age = age; } } public int GetAge() { return age; } public void Introduce() { Console.WriteLine($"我是{GetName()},今年{GetAge()}岁。"); } } class Program { static void Main() { Person p = new Person(); p.SetName("小李"); p.SetAge(25); p.Introduce(); } } }

输出:

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我是小李,我今年25岁。

六、构造函数(Constructor)

当创建对象时,常常希望在"建造"对象的同时设置一些初始值,C#通过构造函数实现。

语法:

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public 类名(参数列表) { // 初始化代码 }

示例:带有构造函数的类

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using System; namespace ConstructorDemo { class Person { private string name; private int age; // 构造函数 public Person(string name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void Introduce() { Console.WriteLine($"我是{name},今年{age}岁。"); } } class Program { static void Main() { Person p = new Person("小华", 22); p.Introduce(); } } }

注意:

  • 构造函数没有返回值,名字与类名相同
  • 可以重载(多个参数列表不同的构造函数)

例:参数化的构造函数

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public Person(string name):this(name, 0) { // 其他初始化 }


七、析构函数(Destructor)

析构函数在对象销毁时自动调用,用于释放资源。

语法:

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~类名() { // 清理代码 }

示例:析构函数

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using System; namespace DestructorDemo { class Person { public Person() { Console.WriteLine("创建了一个对象"); } ~Person() { Console.WriteLine("对象被销毁"); } } class Program { static void Main() { Person p = new Person(); p = null; // 可能会触发析构(不一定立即) GC.Collect(); // 强制GC回收,测试析构函数 Console.ReadKey(); } } }

说明:普通情况下,析构函数由系统调用,不能明确控制其时机。


八、静态成员(static

静态成员属于类本身 ,而不是某个实例对象。

常用于存放全局变量、全局方法

静态变量

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class Counter { public static int count = 0; public void Increment() { count++; } }

调用:

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Counter c1 = new Counter(); Counter c2 = new Counter(); c1.Increment(); c2.Increment(); Console.WriteLine(Counter.count); // 2

静态方法

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public static int GetCurrentCount() { return count; }

调用:

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Console.WriteLine(Counter.GetCurrentCount());

特点

  • 不需要创建对象即可调用
  • 只能访问静态成员,不能访问实例成员

九、类的封装与面向对象的原则

封装(Encapsulation)

隐藏类的具体实现细节,只暴露接口(方法)给外界。

好处:安全、易维护。

继承(Inheritance)

子类可以继承父类的成员,实现代码复用。

多态(Polymorphism)

不同对象对相同的方法有不同的实现。

这些都是C#面向对象的核心思想。


十、一个完整的类示例:实现一个"矩形"类

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using System; namespace Shape { class Rectangle { private double width; private double height; // 构造函数 public Rectangle(double w, double h) { width = w; height = h; } // 属性(Property)提供封装 public double Width { get { return width; } set { if (value >= 0) width = value; } } public double Height { get { return height; } set { if (value >= 0) height = value; } } // 计算面积 public double GetArea() { return width * height; } // 计算周长 public double GetPerimeter() { return 2 * (width + height); } } class Program { static void Main() { Rectangle rect = new Rectangle(5.0, 3.0); Console.WriteLine($"面积:{rect.GetArea()}"); Console.WriteLine($"周长:{rect.GetPerimeter()}"); rect.Width = 10.0; // 改变宽度 rect.Height = 4.0; // 改变高度 Console.WriteLine($"更改后面积:{rect.GetArea()}"); } } }


十一、小结和建议

  • 类是面向对象的基础:定义结构、封装数据和行为。
  • 成员变量应封装 :用private,通过public的getter/setter访问。
  • 使用构造函数:在创建对象时初始化状态。
  • 掌握静态成员:理解其作用范围和使用场景。
  • 关注封装和继承:让代码更稳健、易扩展。
  • 多写示例、多实践:通过实践巩固理解。

附录:常用实践建议

  1. 代码规范:变量名采用驼峰或下划线风格,方法名动词开头,类名首字母大写。
  2. 防止外部直接修改关键字段 :私有变量加get/set
  3. 充分利用属性(Property):可简洁封装变量。
  4. 继承与多态:为了扩展和实现多态,规划好类的层级关系。
  5. 及时释放资源 :用IDisposableusing确保资源正确释放。

结语

通过本篇详细介绍,你应该对C#中的"类"有了全面、深入的认识。从最基本的定义、成员,到构造函数、静态成员,再到封装、继承、多态,C#的面向对象特性为你构建复杂应用提供了强大工具。掌握了类的基础,将为你后续学习和开发高级应用打下坚实基础。

祝你在C#的学习旅程中越走越远,编程乐趣无限!

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