第三章 C#面向对象程序设计,内容提要,3.1面向对象编程简介 3.2 定义类 3.3 定义类成员 3.4类的更多内容,什么是面向对象编程,面向对象编程代表了一种全新的程序设计思路 对象：变量和相关的方法的集合。其中变量表明对象的属性，方法表明对象所具有的行为。 类：通常将属性及行为相同或相似对象归为一类。类可以看成是对象的抽象，代表了此类对象所具有的共同属性和行为 属性和字段：通过属性和字段可以访问对象中包含的数据。 方法：对象的所有行为都可以用方法来描述 静态成员：可以在类的实例之间共享，可以看作是类的全局对象,对象的生命周期,每个对象都一个明确定义的生命周期，即从使用类定义开始一直到删除它为止。在对象的 生命周期中，除了“正在使用”的正常状态之外，还有两个重要的阶段： 构造阶段对象最初进行实例化的时期。这个初始化过程称为构造阶段，由构造函数完成。 析构阶段在删除一个对象时，常常需要执行一些清理工作，例如释放内存，由析构函数完成。,3.2 定义类,C#使用class关键字来定义类。其基本结构如下： Class MyClass / class members 还可以在类定义中指定继承。C#支持类的单一继承，即只能有一个基类，语法如下： class MyClass : MyBaseClass / class members ,接口的定义,接口声明的方式与声明类的方式相似： interface ImyInterface / interface members 接口的继承也可以用与类继承的类似方式来指定。主要的区别是可以使用多个基接口： public interface IMyInterface : IMyBaseInterface, ImyBaseInterface2 / interface members ,3.2.2 Object类,所有的.NET类都派生于System.Object。 如果在定义类时没有指定基类，编译器就会自动假定这个类派生于object。 其重要性在于，自己定义的所有类除了自己定义的方法和属性外，还可以访问为Object定义的许多公共或受保护的成员方法。,3.2.3 构造函数和析构函数,构造函数 使用下述语法把简单的构造函数添加到一个类中： class MyClass public MyClass() / Constructor code / rest of class definition 这个构造函数与包含它的类同名，且没有参数，这是一个公共函数，所以用来实例化类的对象。,构造函数的执行序列,为了实例化派生的类，必须实例化它的基类。而要实例化这个基类，又必须实例化这个基类的基类，这样一直到实例化System.Object为止。 如果对一个类使用非默认的构造函数，默认的情况是在其基类上使用匹配十这个构造函数签名的构造函数。如果没有找到这样的构造函数，就使用基类的默认构造函数。,析构函数,class MyClass MyClass() /destructor code 类的析构函数是用类名和前缀来声明的。当进行无用存储单元收集时，就执行析构函数中的代码，释放资源。在调用这个析构函数后，还将隐式地调用基类的析构函数，包括System. Object根类中的Finalize()调用。,3.2.4 接口和抽象类,类似之处： 抽象类和接口都包含可以由派生类继承的成员。 接口和抽象类都不能直接实例化，但可以声明它们的变量。 区别： 派生类只能继承一个基类，即只能直接继承一个抽象类(但可以用一个继承链包含多个抽象类)；类可以使用任意多个接口 抽象类可以拥有抽象成员和非抽象成员；接口成员必须都在使用接口的类上执行它们没有代码体 接口成员被定义为公共的；抽象类的成员也可以是私有的、受保护的、内部的或受保护的内部成员,3.2.5 类和结构,结构与类的区别在于： 结构是值类型，不是引用类型。它们存储在堆栈中或存储为内联，其生存期的限制与简单的数据类型一样。 结构不支持继承。 结构的构造函数的工作方式有一些区别。尤其是编译器总是提供一个无参数的默认构造函数，这是不允许替换的。 使用结构，可以指定字段如何在内存中布局,3.3 定义类成员,成员定义 所有成员都有自己的访问级别，用下面的关键字之来定义： public成员可以由任何代码访问。 private成员只能由类中的代码访问 internal成员只能由定义它的工程内部的代码访问。 proteded成员只能由类或派生类中的代码访问。,定义字段,字段用标准的变量声明格式和前面介绍的修饰符来声明 字段也可以使用关键字readonly，表示这个字段只能在执行构造函数的过程中赋值，或由初始化赋值语句赋值。 字段可以使用static关键字声明为静态 可以使用关键字const来创建一个常量,定义方法,方法使用标准函数格式，以及可访问性和可选的static修饰符来声明 可以在方法定义中使用下述关键字： virtual方法可以重写。 abstract方法必须重写(只用于抽象类中)。 override方法重写了一个基类方法(如果方法被重写，就必须使用该关键字)。 extern方法定义放在其他地方。,定义属性,属性定义的方式与字段定义的方式类似，但包含的内容比较多。属性拥有两个类似函数的块，一个块用于获取属性的值，另一个块用于设置属性的值。 这两个块分别用get和set关键字来定义，可以用于控制对属性的访问级别。可以忽略其中的一个块来创建只读或只写属性 属性的基本结构： public string SomeProperty get return This is the property value; set / do whatever needs to be done to set the property ,3.3.2 类成员的其他议题,隐藏基类方法 调用重写或隐藏的基类方法,3.3.3接口的实现,接口成员的定义与类成员的定义也相似，但有几个重要的区别： 不允许使用访问修饰符，所有的接口成员都是公共的 接口成员不能包含代码体。 接口不能定义字段成员。 接口成员不能用关键字static，virtual，abstract或sealed来定义。,在类中实现接口,执行接口的类必须包含该接口所有成员的执行代码，且必须匹配指定的签名，并且必须是公共的。 可以使用关键字virtual或abstract来执行接口成员，但不能使用static或const， 继承一个实现给定接口的基类，就意味着派生类隐式地支持这个接口,3.4类的更多内容,运算符重载 要重载运算符，可给类添加运算符类型成员。指定了要处理多少个操作数，以及这些操作数的类型。一般情况下，操作数的类型与定义运算符的类类型相同，但也可以定义处理混合类型的运算符 下述运算符可以重载： 一元运算符：+，-，!，+，-，true，false 二元运算符：+，-，*，/，%，|， 比较运算符：=，!=，=,转换运算符,还可以定义类型之间的隐式和显式转换。如果要在不相关的类型之间转换，这是必须的,3.4.3 高级转换,封箱和拆箱 封箱(boxing)是把值类型转换为System.Object类型，或者转换为由值类型执行的接口类型。拆箱(unboxing)是相反的转换过程 封箱是在没有用户干涉的情况下进行的，但拆箱一个值需要进行显式转换，即需要进行数据类型转换 封箱非常有用，有两个原因。 它允许使用集合中的值类型，集合中项目的类型是object 有一个内部机制允许在值类型上调用object,is运算符,is运算符可以检查未知的变量(该变量能用作对象参数，传送给一个方法)是否可为约定的类型，如果可以进行转换，该值就是true。在对对象调用方法前，可以使用该运算符查看执行该方法的对象的类型。is运算符不会检查两个类型是否相同，但可以检查它们是否兼容。 is运算符的语法如下： is 这个表达式的结果如下： 如果是一个类类型，而也是该类型，或者它继承了该类型，或者它封箱到该类型中，则结果为true。 如果是一个接口类型，而也是该类型，或者它是实现该接口的类型，则结果为true。 如果是一个值类型，而也是该类型，或者它被拆箱到该类型中，则结果为true。,as运算符,as运算将使用下面的语法，把一种类型转换为指定的引用类型： as 这只适用于下列情况： 的类型是类型 可以隐式转换为类型 可以封箱到类型.中 如果不能从显式转换为，则表达式的结果就是null。从基类到派生类之间的转换可以显式进行，但这常常是无效的。,3.4.4 深度复制,使用受保护的方法System.Object.MemberwiseClone()进行引用复制，使用一个方法GetCopy() 通过GetCopy()得到的引用复制有一个字段，它引用的对象与源对象相同。 修改GetCopy()方法就可以进行深度复制，但最好使用.NET Framewok的标淮方式。 实现ICloneable接口，该接口有一个方法Clone()，这个方法不带参数，返回一个对象类型，其签名和GetCopy()方法相同。,3.4.5 定制异常,.NET框架提供了一种用于报告错误的标准机制，称之为结构化异常处理(SEH，Structured Exception Handling)。 异常是描述错误的类。 .NET架使用异常来报告错误，并且在代码中也可以使用异常。 编写代码来监视任何代码段生成的异常。 在处理异常时要标识三个代码块： 使用异常处理的代码块； 在处理第一个代码块时，如果找到某个异常，就执行代码块 在处理完异常之后执行选择的代码块。,3.4.5 定制异常,在C#中，异常的生成称之为抛出(throwing)异常。 被通知抛出了一个异常则称之为捕获(catching)异常 处理完异常之后执行的代码块是终结(finally)代码块,指定异常处理,C#的关键字try指定让某个代码块监视代码执行时抛出的任何异常。使用try关键字很简单。使用时，try关键字后面跟一对花括号，花括号中的语句用来监视代码执行时抛出的异常。 try /place satements here 在执行try代码块中的任何语句时，如果有异常抛出，就可以在代码中捕获该异常并相应进行处理。,捕获异常,最简单形式的catch代码块捕获前面try代码块中代码抛出的任何异常。catch代码块的结构类似try代码块： try /place statements here catch /place statements here ,捕获特定类的异常,try /place statements here catch(Exception thrownException) /palce statements here ,出现异常之后进行消除,try /open files /read files catch /catch exceptions finally /close files ,由.NET框架定义的异常,OutOfMemoryException异常 StackOverflowException异常 NullReferenceException异常 TypeInitializationException异常 InvalidCastException异常 ArrayTypeMismatchException异常 IndexOutOfRangeException异常 DivideByZeroException异常 0verflowException异常,使用自定义的异常,System.Exception类包含四个只读属性，在catch代码块中可以使用这些属性来获取有关抛出的异常的更多信息： Message属性包含对异常原因的描述。 InnerException属性包含引起抛出当前异常的异常。 StackTrace属性包含一个字符串