C#系统学习第九章——面向对象编程基础

前言

在 C# 的编程宇宙里，面向对象编程（OOP）如同搭建数字大厦的基石 ------ 它用 "类" 与 "对象" 的概念，将现实世界的事物抽象为代码中的实体，以封装、继承、多态三大特性为工具，让程序不再是零散的指令堆砌，而是具有逻辑结构与复用能力的有机整体。

9.1 认识面向对象

面向对象的对象通常是指客观世界中存在的对象。

9.1.1 对象

对象是事物存在的实体。

对象主要是由两个部分组成，即静态部分与动态部分。

静态部分：属性。

动态部分：行为。

9.1.2 类

类就是同一类事物的统称。类是封装对象属性和行为的载体，而具有相同属性和行为的一类实体被称为类。

9.1.3 面向对象技术的基本思想

现实世界-->由具体对象抽象出类-->面向对象建模(类、对象、方法）-->程序实现-->执行求解

9.1.4 面向对象程序设计的特点

1.封装

封装是面向对象编程的核心思想。将对象的属性和行为封装起来就是类。

封装好处：保证了类内部数据结构的完整性，使用该类的用户不能直接看到类中的数据结构，也无需知道类中的具体细节，只需要执行类允许公开的数据，避免了外部对内部数据的影响，提高了程序的可维护性。

面向对象程序设计采用封装具有两方面的含义：

（1）将有关的数据和操作代码封装在一个类中，各类之间相对独立，互不干扰。

（2）将类中的某些数据与操作代码对外隐蔽，即隐蔽实现其内部细节，只留下少量接口，以便与外部联系，接受外部消息。

2.继承

继承主要是利用特定对象之间的共有属性。在C#中可以说子类的对象都是父类的对象，但不能说父类的对象是子类的对象。

如果一个类处于继承体系中，那么他既可以是其他类的父类，也可以是其他类的子类。

如果类之间具有继承关系，则它们之间存在一下特性：

（1）类之间具有共享特性（包含属性和行为的共享）。

（2）类之间具有差别或新增部分（包含非共享的数据和程序代码）。

（3）类之间具有层次结构。

3.多态

将父类的对象应用于子类的特征就是多态。父类衍生出不同的子类，子类继承父类特征的同时，也具备了自己的特征，并且能够实现不同的效果，这就是多态化的结构。

多态的意义：同一操作作用于不同对象时，可以有不同的解释，从而产生不同的执行结果，即"以父类的身份出现，以自己的方式工作"。

9.1.5了解面向过程编程

主要思想：先做什么，后做什么，在一个过程中实现特定功能。

特点：

（1）重用性差

重用性指同一事物不经修改或稍加修改就可多次重复使用的性质。

（2）可维护性差

维护成本高。

（3）稳定性差

当用户需求发生变化时，就要修改最底层的结构。当处理的用户需求变化较大时，面向过程编程将无法修改，可能会导致软件的重新开发。

9.2 类

9.2.1 类的声明

在C#中，类是使用 class 关键字来声明的。

语法：

cs 复制代码

class 类名
{

}

9.2.2 类的成员

类的定义包括类头和类体。

类头：类名。

类体：大括号以及包含内容。

1.字段

字段就是程序设计中常见的常量或者变量。

字段属于类级别的变量，未初始化，C#会将其初始化为默认值，但不会将局部变量初始化为默认值。

2.属性

属性是对实体特征的抽象，用于提供对类或对象的访问。C#中属性具有访问器，这些访问器指定在它们的值被读取或写入时需要执行的语句，因此属性提供了一种机制，用于把读取和写入对象的某些特征与一些操作关联起来。

cs 复制代码

【访问修饰符】 【类型】 【属性名】
{
    get {get 访问器体}
    set {set 访问器体}
}

访问修饰符：属性的访问级别（private public等等）

类型：指定属性的类型，可以是任何预定义或者自定义类型。

属性名：标识符，命名规则与变量相同，通常第一个字母大写。

get访问器：相当于一个具有属性类型返回值的无参数方法。

set访问器：相当于一个具有单个属性类型值参数和void返回类型的方法；set访问器的隐式参数始终命名为value；当一个属性作为赋值的目标被引用时，就会调用set访问器，所传递的参数将提供新值。

根据是否有get和set分为：

（1）可读可写属性：包含get和set访问器。

（2）只读属性：只包含get访问器。

（3）只写属性：只包含set访问器。

说明：属性的主要作用是限制外部类对类中成员的访问权限，定义在类级别上。

3.枚举

枚举是一种独特的字段，是值类型数据，主要用于声明一组具有相同性质的常量。

C#中使用关键字enum类声明枚举

cs 复制代码

enum 枚举名
{
    list1=value1，
    list2=value2，
    list3=value3，
    ......
    listn=valuen，
}

说明：在定义枚举时，如果不对其进行赋值，在默认情况下，第一个枚举数的值为0，后面每个枚举数的值依次递增1。

9.2.3 访问修饰符

注意：

（1）在定义类时，只能使用public 或者 internal，这取决于是否希望在包含类的程序外部访问它。

（2）如果有内部类，那么内部类总是可以访问外部类的所有成员。

9.2.4 构造函数

构造函数是一个特殊函数，它是在创建对象时执行的方法。构造函数具有与类相同的名称，通常用来初始化对象的数据成员。构造函数特点：

（1）构造函数没有返回值。

（2）构造函数的名称要与本类的名称相同。

1.构造函数定义

cs 复制代码

public class className
{
    public className()//无参构造函数
    {
    }
    
    public className(int args)//有参构造函数
    {
    }

public：访问修饰符。

className：类名。

args：构造函数的参数。

2.默认构造函数和有参构造函数

定义类时，如果没有定义构造函数，则编译器会自动创建一个不带参数的默认构造函数。

如果再定义类时定义了含有参数的构造函数，这时如果还想要使用默认构造函数，就需要显式进行定义。

3.私有构造函数

定义构造函数时，也可以使用private进行修饰，用于表示构造函数只能在本类中访问，其他类不能访问。

如果类中定义了私有构造函数，将导致类不能是使用new运算符在外部代码中实例化。可以通过编写一个公归公的静态属性或者方法来解决这个问题。

4.静态构造函数

这种构造函数只执行一次。编写静态构造函数的主要原因是类有一些静态字段或者属性，需要在第一次使用类之间从外部源中初始化这些静态字段和属性。

（1）定义静态构造函数，不能设置访问修饰符。

（2）不能带任何参数且一个类中只能有一个静态构造函数

（3）静态构造函数和实例构造函数可以共存。

9.2.5 析构函数

主要用来释放对象资源，Net Framework类库有垃圾回收功能。

语法：

cs 复制代码

~Program（）
{
    console.write（"析构函数调用"）；
}

说明：严格来说，析构函数是自动调用的，不需要开发人员显示定义。一般来说对象的生命周期从构造函数开始，以析构函数结束。

9.3 方法

方便代码的重复利用。

9.3.1 方法的声明

cs 复制代码

【访问修饰符】 返回值类型 方法名（参数列表）
{
    //方法的具体实现
}

（1）访问修饰符：private，public，protected，internal，也可以省略。

（2）省略的话，默认为private，即只能在类中访问。

9.3.2 方法的参数

调用方法时，需要向方法传递数据，这个数据就是参数。

形参和实参的概念：

在调用方法时可以给该方法传递一个或者多个值，传给方法的值叫做实参。

在方法内部，接收实参的变量叫做形参。形参只有在方法内部有效。

1.值参数

值参数就是在声明时不加修饰符的参数，它表明实参与形参之间按照值类型传递，即在方法中对值类型的形参修改不影响实参。

2.ref参数

ref参数使形参按引用传递（即使形参是值类型），其效果是在方法中对形参所做的任何修改都将反应在实参中。如果要使用ref参数，则方法声明和方法调用都必须显示调用ref关键字。

使用注意事项：

（1）ref关键字只对跟在他后面的参数有效，而不是应用于整个参数列表。

（2）在调用方法时，必须使用ref修饰实参；而且因为是引用参数，所以实参和形参的数据类型必须完全匹配。

（3）实参只能是变量，不能是常量或者是表达式。

（4）在调用ref参数之前，一定要进行赋值。

3.out参数

用来定义输出参数，它会使参数通过引用来传递，这与ref关键字类似。不同之处是 out关键字定义的参数不用进行复制即可使用。

4.params参数

适用条件：

（1）一个方法中有多个相同类型的参数

（2）方法中参数个数不固定

可以修饰一个一维数组，用来指定在参数类型相同，但数量过多或者不确定时所采用的方法参数。

使用注意事项：

（1）只能在一维数组中使用params参数。

（2）不允许使用ref眼见子或者out关键字来修饰该参数。

（3）一个方法最多只能有一个params参数。

9.3.3 重载方法

重载方法指方法名相同，但参数的数据类型、个数或顺序不同的方法。

注意：

（1）重载方法不能仅是返回值类型不同。

（2）重载方法不能仅根据参数是否声明为ref、out或者params参数来区分。

9.4 类的静态成员

在C#中，共享的变量或者方法用static修饰，他们被称为静态变量和静态方法。也被称为类的静态成员。静态成员是属于类所有的，在调用时不用创建类的对象，可以直接使用类名调用。

注意：

（1）静态类中只能定义静态成员，不能定义实例变量，实例方法等。

（2）static不能修饰常量。

9.5 对象的创建及使用

9.5.1 对象的创建

在C#中，使用new关键字来创建对象。

语法：

cs 复制代码

Test test=new Test();
Test test=new Test("a");

test对象被创建时，就是一个对象的引用，这个引用在内存中为对象分配了内存空间

9.5.2 访问对象的属性和行为

语法：

对象.类成员名

9.5.3 对象的销毁

每个对象都有生命周期，当对象的生命周期结束后，分配给该对象的内存空间将会被回收。

以下两种情况的对象会被视为垃圾：

（1）如果对象引用超过其作用范围。

（2）将对象设为NULL。

9.5.4 this关键字

this关键字代表本类对象的引用。

9.5.5 类与对象的关系

类是一种抽象的数据类型，而对象是类的一个实例。

类是具有相同或相似结构，操作和约束规则的对象组成的集合，而对象是某一类的具体化实例，每一个类都是具有某些共同特征的对象的抽象。

结语

当你掌握了类与对象的设计原则，便如同获得了一把钥匙，能够打开复杂系统开发的大门 ------ 无论是企业级应用的架构设计，还是移动端 App 的功能实现，面向对象的思想都将助你以更清晰的逻辑组织代码，以更高的效率应对需求变化。愿这段关于 OOP 的探索，能让你在 C# 编程之路上迈出更坚实的一步。