【读书笔记】C#高级编程 第三章 对象和类型

（一）类和结构

类和结构实际上都是创建对象的模板，每个对象都包含数据，并提供了处理和访问数据的方法。

类和结构的区别：内存中的存储方式、访问方式（类是存储在堆上的引用类型，结构是存储在栈的值类型）和它们的一些特征（如结构不支持继承）。

较小的数据建议使用结构来提高性能。

创建类使用 class 关键字

例子：

class ClassTest { }

创建结构使用 struct 关键字

例子：

struct StructTest { }

对于类和结构，都是用关键字new来声明实例：这个关键字创建对象并对其初始化

ClassTest classTest = new ClassTest();
StructTest structTest = new StructTest();

（二）类

类中的数据和函数成为类的成员。

1、数据成员

数据成员是包含类的数据——字段、常量和事件的成员。

例子：

以下代码创建了一个名为People的类，其中包含了一个常量Country和一个字段Name

class People {
    public const string Country = "中国";
    public string Name;
}

例子：

现在我们实例化People对象，可以使用Object.FieldName来字段，使用ClassName.ConstName来访问常量（因为常量总是静态）

static void Main(string[] args)
{
    People people = new People();
    people.Name = "张三";
    Console.WriteLine("{0}的国家是{1}", people.Name, People.Country);
    Console.ReadKey();
}

运行以上代码，结果如下：

2、函数成员

函数成员提供了操作类中数据的某些功能，包括方法、属性、构造函数和终结器、运算符以及索引器。

• 方法是与某个类相关的函数，与数据成员一样，函数成员默认为实例成员，使用static修饰符可以把方法定义为静态方法。
• 属性是可以从客户端访问的函数组，其访问方式与访问类的公共字段类似。
• 构造函数是在实例化对象时自动调用的特殊函数。它们必须与所属的类同名，且不能有返回类型。构造函数用于初始化字段的值。
• 终结器类似于构造函数，但是在CLR检测到不再需要某个对象时调用它。它们的与所属类同名，但前有一个“~”符号。无法预测什么时候调用终结器。
• C#允许指定已有的运算符应用于自己的类（运算符重载）。
• 索引器允许对象以数组或集合的方式进行索引。

（1）方法

正式的C#术语区分函数和方法。

1.方法的声明

在C#中，方法的定义包括任意方法修饰符（如方法的可访问性）、返回值的类型，然后依次是方法名、输入参数列表（用圆括号括起来）和方法体（用花括号括起来）。

例子：

public bool IsLeft(string direction)
{
    if (direction=="left")
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

以上代码中，public是方法的可访问性，bool是返回值的类型，IsLeft是方法名，(string direction)是输入参数，{}内的是方法体

2.方法的调用

static void Main(string[] args)
{
    Program program = new Program();
    bool isLeft = program.IsLeft("left");
    Console.ReadKey();
}
public bool IsLeft(string direction)
{
    if (direction == "left")
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
}

以上代码，因为IsLeft不是静态方法，所以要实例化所在的类，然后通过实例对象调用IsLeft

3.给方法传递参数

参数可以通过引用或通过值传递给方法。

例子：

参数是值类型还是引用类型的区别

static void Main(string[] args)
{
    int _i = 0;
    int[] _ints = { 0 };
    Console.WriteLine("运行方法前：_ints[0]={0}，_i={1}", _ints[0], _i);
    SomeFunction(_ints, _i);
    Console.WriteLine("运行方法后：_ints[0]={0}，_i={1}", _ints[0], _i);
    Console.ReadKey();
}
static void SomeFunction(int[] ints, int i)
{
    ints[0] = 100;
    i = 100;
}

运行以上代码，结果如下：

4.ref参数

输入参数前带有 ref 关键字（使用 ref 的参数必须初始化），则该方法对变量所做的任何改变都会影响原始对象的值

static void Main(string[] args)
{
    int _i = 0;
    int[] _ints = { 0 };
    Console.WriteLine("运行方法前：_ints[0]={0}，_i={1}", _ints[0], _i);
    SomeFunction(_ints,ref  _i);
    Console.WriteLine("运行方法后：_ints[0]={0}，_i={1}", _ints[0], _i);
    Console.ReadKey();
}
static void SomeFunction(int[] ints,ref int i)
{
    ints[0] = 100;
    i = 100;
}

运行以上代码，结果如下：

5.out参数

输入参数前面加上 out 关键字（可以不初始化），方法里把要输出的值直接赋给这个参数即可

static void Main(string[] args)
{
    int _i;
    SomeFunction(out _i);
    Console.WriteLine("运行方法后：_i={0}", _i);
    Console.ReadKey();
}
static void SomeFunction(out int i)
{
    i = 100;
}

运行以上代码，结果如下：

6.命名参数

命名参数允许按任意顺序传递。

static void Main(string[] args)
{
    FillName("张","三");
    FillName(lastName:"三",firstName:"张");
    Console.ReadKey();
}
static void FillName(string firstName, string lastName)
{
    Console.WriteLine(firstName + " " + lastName);
}

运行以上代码，结果如下：

7.可选参数

当为参数提供了默认值时，参数就可选了。可选参数必须定义在参数列表的最后面

例子：

static void FillName(string firstName, string lastName="三")
{
    Console.WriteLine(firstName + " " + lastName);
}

8.方法的重载

C#支持方法的重载——方法的几个版本有不同的签名（即，方法名相同，但参数的个数或类型不同）。

static void Show(string value)
{
    Console.WriteLine(value);
}
static void Show(int value)
{
    Console.WriteLine(value);
}

（2）属性

属性的概念是：它是一个方法或一对方法，在客户端代码看来，它们是一个字段。

例子：

以下代码定义了一个名为Age的属性

public int age;
public int Age
{
    get
    {
        return age;
    }
    set
    {
        ageage = value;
    }
}

我们采用C#区分大写的模式，使用相同的名称，但公有属性采用Pascal大小写形式命名，如果存在一个等价的私有字段，则它采用camel大小写形式命名。

1.只读和只写属性

在属性定义中省略set访问器，就可以创建只读属性；省略get访问器，就可以创建只写属性（一般不创建只写属性）

public int age;
public int Age
{
    get
    {
        return age;
    }
}

2.属性的访问修饰符

C#允许给属性的get和set访问器设置不同的访问修饰符，但必须有一个具备属性的访问级别。

public int age;
public int Age
{
    get
    {
        return age;
    }
    private set
    {
        age = value;
    }
}

3.自动实现的属性

如果属性的set和get访问器中没有任何逻辑，就可以使用自动实现的属性。

例子：

public int Age { get; set; }

使用自动实现的属性，就不能再属性设置中验证属性的有效性。虽然不能删掉get或set访问器，单可以给它们设置访问级别。

例子：

public int Age { get; private set; }

（3）构造函数

声明基本构造函数的语法就是声明一个与包含的类同名的方法，但是该方法没有返回类型。

例子：

以下代码，创建了一个名为People的类，然后在其中创建了其无参的构造函数（当我们不提供任何构造函数时，编译器会在后台默认创建一个无参构造函数）

class People
{
    public People()
    {

    }
}

以下代码，创建了一个有参数的构造函数，这个时候编译器就不会默认创建一个无参构造函数

class People
{
    string name;
    public People(string Name)
    {
        name = Name;
    }
}

1.静态构造函数

静态构造函数没有参数，只执行一次，且一个类只能有一个静态构造函数，而前面的构造函数都是实例构造函数，只要创建类的对象就会执行它。

例子：

以下代码创建People类的静态构造函数

class People
{
    static People()
    {
    }
}

2.构造函数中调用其他构造函数

使用 this 关键字调用同一类中的其他构造函数

class People
{
    public People(string firstName, string lastName)
    {
        Console.WriteLine(firstName + " " + lastName);
    }
    public People(string lastName):this("张",lastName)
    {

    }
}

使用 base 关键字可以调用基类中的构造函数

class PeopleBase
{
    public PeopleBase(string firstName, string lastName)
    {
        Console.WriteLine(firstName + " " + lastName);
    }
}
class People: PeopleBase
{
    public People(string lastName):base("张",lastName)
    {

    }
}

3、只读字段

readonly关键字比const灵活得多，允许把一个字段设置为常量，但还需要执行一些计算，已确定它的初始值。其规则是可以在构造函数中给只读字段赋值，但不能在其他地方赋值。

例子：

class People
{
    public readonly string Country;
    public People(string firstName)
    {
        if (firstName == "约翰")
        {
            Country = "外国";
        }
        else if (firstName == "张")
        {

            Country = "中国";
        }
    }
}

（三）匿名类型

var与new关键字一起使用时，可以创建匿名类型。

例子：

以下代码创建了一个包含个人姓氏、名字和年龄的对象

var Person = new { firstName = "张", lastName = "三", age = "3" };

这个对象的类型名是编译器赋的一个我们无法使用名称，我们也不应该在类型名上去进行其他操作，因为会造成结果不同。

（四）结构

定义结构我们只需要用 struct 关键字替换类的 class 关键字即可

例子：

struct People
{
    public  string Name;
}

需要注意：

结构是值类型。

结构不支持继承。

结构的无参构造函数总是由编译器提供，不可替换。

使用结构，可以指定字段如何在内存中布局

1、结构是值类型

虽然结构是值类型，但在语法上完全可以把它当做类来处理。但也因为结构是值类型，new 运算符与类和其他引用类型的工作方式不同，结构的new运算符并不分配堆中的内存，而是只调用相应的构造函数，根据传送给它的参数，初始化所有的字段。

例子：

以下代码完全合法（假定People在这里是结构）

People people;
people.Name = "张三";

结构遵循其他数据类型都遵循的规则：在使用前所有的元素都必须进行初始化。

在结构上调用new运算符，或者给所有字段分别赋值，结构就完全初始化了。

结构主要用于小的数据结构。

2、结构和继承

结构不是为继承设计的。这意味着：它不能从一个结构中继承。每个结构都派生自ValueType。

3、结构的构造函数

为结构定义构造函数的方式与类相同，唯一的区别是结构不允许定义无参的构造函数。结构的无参构造函数有编译器提供，其作用是把数值初始化为0，引用类型初始化为null，即使提供了其他构造函数也是如此。

（五）弱引用

在应用程序代码内实例化一个类或结构时，只要有代码引用它，就会形成强引用。弱引用是使用WeakReference类创建的。

例子：

static void Main(string[] args)
{
    WeakReference peopleReference = new WeakReference(new People());
    People people;
    if (peopleReference.IsAlive)
    {
        people = peopleReference.Target as People;
        people.Name = "张三";
        people.Age =12;
        Console.WriteLine("{0}今年{1}岁",people.Name,people.Age);
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("引用为空");
    }
    GC.Collect();
    if (peopleReference.IsAlive)
    {
        people = peopleReference.Target as People;
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("引用为空");
    }
    Console.ReadKey();
}

（六）部分类

partial关键字允许把类、结构、方法或接口放在多个文件中。

partial class  People
{
    public  string Name;
    public int Age;
}

partial class People
{
    public void Show() {
        Console.WriteLine("{0}今年{1}岁", this.Name, this.Age);
    }
}

（七）静态类

如果类只包含静态的方法和属性，该类就是静态的。给类添加 static 关键字，编译器可以检查用户是否不经意间给该类添加了实例成员。

例子：

静态类的语法

static class People
{
    public static string Name;
    public static int Age;
    public static void Show() {
        Console.WriteLine("{0}今年{1}岁", Name, Age);
    }
}

例子：

调用上面的静态类

static void Main(string[] args)
{
    People.Name = "张三";
    People.Age = 18;
    People.Show();
    Console.ReadKey();
}

（八）Object类

所有的.NET类都派生自System.Object。

1、System.Object()方法

• ToString()方法：是获取对象的字符串表示的一种便捷方式。
• GetHashCode()方法：如果对象放在名为映射（也称为散射或字典）的数据结构中，就可以使用这个方法。
• Equals()方法和ReferenceEquals()方法：用于比较对象相等性。
• Finalize()方法：Object中的Finalize()方法其实什么也没做。
• GetType()方法：这个方法返回从System.Type派生的类的一个实例。这个对象可以提供对象成员所属类的更多信息，包括基本类型、方法、属性等。System.Type还提供了.NET反射的入口点。
• MemberwiseClone()方法：复制对象，但只是一个浅表复制，即复制了所有的值，但引用对象赋值的是引用地址。

2、ToString()方法

它是快速获取对象的字符串表示的最便捷的方式。

例子：

static void Main(string[] args)
{
    int i = 100;
    string str = i.ToString();
    Console.ReadKey();
}

运行以上代码，结果如下：

Obejct.ToString()声明为虚方法，所以可以在类中重写该方法

例子：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        People people = new People();
        people.Name = "张三";
        people.Age = 18;
        Console.WriteLine(people.ToString());
        Console.ReadKey();
    }
}


class People
{
    public string Name;
    public int Age;
    public override string ToString()
    {
        return string.Format("{0}今年{1}岁", this.Name, this.Age);
    }
}

运行以上代码，结果如下：

（九）扩展方法

如果有类的源代码，继承就是给对象添加功能的好方法。但如果没有源码，则可以使用扩展方法，它允许改变一个类，但不需要该类的源代码。

扩展方法是静态的，它是类的一部分，但实际上没有放在类的源代码中。

例子：

以下代码创建了People类的一个扩展方法

static class PeopleExtension
{
    public static string AddCountryToPeople(this People people, string country)
    {
        return people.ToString() + "居住在" + country;
    }
}

调用以上扩展方法

static void Main(string[] args)
{
    People people = new People();
    people.Name = "张三";
    people.Age = 18;
    Console.WriteLine(people.AddCountryToString("中国"));
    Console.ReadKey();
}

运行以上代码，结果如下：

需要注意：

• 调用扩展方法需要使用对象的实例。
• 如果扩展方法名与源代码中的某个类名重复，那么扩展方法无效。