类
C#的类是一种对包括数据成员,函数成员和嵌套类型进行封装的数据结构。其中数据成员可以是常量,域。函数成员可以是方法,属性,索引器,事件,操作符,实例构建器,静态构建器,析构器。我们将在“第五讲 构造器与析构器”和“第六讲 域 方法 属性与索引器”对这些成员及其特性作详细的剖析。除了某些导入的外部方法,类及其成员在C#中的声明和实现通常要放在一起。
C#用多种修饰符来表达类的不同性质。根据其保护级C#的类有五种不同的限制修饰符:
如果不是嵌套的类,命名空间或编译单元内的类只有public和internal两种修饰。
new修饰符只能用于嵌套的类,表示对继承父类同名类型的隐藏。
abstract用来修饰抽象类,表示该类只能作为父类被用于继承,而不能进行对象实例化。抽象类可以包含抽象的成员,但这并非必须。abstract不能和new同时用。下面是抽象类用法的伪码:
abstract class A { public abstract void F(); } abstract class B: A { public void G() {} } class C: B { public override void F() { //方法F的实现 } }
抽象类A内含一个抽象方法F(),它不能被实例化。类B继承自类A,其内包含了一个实例方法G(),但并没有实现抽象方法F(),所以仍然必须声明为抽象类。类C继承自类B,实现类抽象方法F(),于是可以进行对象实例化。
sealed用来修饰类为密封类,阻止该类被继承。同时对一个类作abstract和sealed的修饰是没有意义的,也是被禁止的。
对象与this关键字
类与对象的区分对我们把握OO编程至关重要。我们说类是对其成员的一种封装,但类的封装设计仅仅是我们编程的第一步,对类进行对象实例化,并在其数据成员上实施操作才是我们完成现实任务的根本。实例化对象采用MyClass myObject=new MyClass()语法,这里的new语义将调用相应的构建器。C#所有的对象都将创建在托管堆上。实例化后的类型我们称之为对象,其核心特征便是拥有了一份自己特有的数据成员拷贝。这些为特有的对象所持有的数据成员我们称之为实例成员。相反那些不为特有的对象所持有的数据成员我们称之为静态成员,在类中用static修饰符声明。仅对静态数据成员实施操作的称为静态函数成员。C#中静态数据成员和函数成员只能通过类名引用获取,看下面的代码:
using System; class A { public int count; public void F() { Console.WriteLine(this.count); } public static string name; public static void G() { Console.WriteLine(name); } } class Test { public static void Main() { A a1=new A(); A a2=new A(); a1.F(); a1.count=1; a2.F(); a2.count=2; A.name="CCW"; A.G(); } }
我们声明了两个A对象a1,a2。对于实例成员count和F(),我们只能通过a1,a2引用。对于静态成员name和G()我们只能通过类型A来引用,而不可以这样a1.name,或a1.G()。
在上面的程序中,我们看到在实例方法F()中我们才用this来引用变量count。这里的this是什么意思呢?this 关键字引用当前对象实例的成员。在实例方法体内我们也可以省略this,直接引用count,实际上两者的语义相同。理所当然的,静态成员函数没有 this 指针。this 关键字一般用于从构造函数、实例方法和实例访问器中访问成员。
在构造函数中this用于限定被相同的名称隐藏的成员,例如:
class Employee { public Employee(string name, string alias) { this.name = name; this.alias = alias; } }
将对象作为参数传递到其他方法时也要用this表达,例如:
CalcTax(this);
声明索引器时this更是不可或缺,例如:
public int this [int param] { get { return array[param]; } set { array[param] = value; } }
System.Object类
C#中所有的类都直接或间接继承自System.Object类,这使得C#中的类得以单根继承。如果我们没有明确指定继承类,编译器缺省认为该类继承自System.Object类。System.Object类也可用小写的object关键字表示,两者完全等同。自然C#中所有的类都继承了System.Object类的公共接口,剖析它们对我们理解并掌握C#中类的行为非常重要。下面是仅用接口形式表示的System.Object类:
namespace System { public class Object { public static bool Equals(object objA,object objB){} public static bool ReferenceEquals(object objA,object objB){} public Object(){} public virtual bool Equals(object obj){} public virtual int GetHashCode(){} public Type GetType(){} public virtual string ToString(){} protected virtual void Finalize(){} protected object MemberwiseClone(){} }
我们先看object的两个静态方法Equals(object objA,object objB),ReferenceEquals(object objA,object objB)和一个实例方法Equals(object obj)。在我们阐述这两个方法之前我们首先要清楚面向对象编程两个重要的相等概念:值相等和引用相等。值相等的意思是它们的数据成员按内存位分别相等。引用相等则是指它们指向同一个内存地址,或者说它们的对象句柄相等。引用相等必然推出值相等。对于值类型关系等号“= =”判断两者是否值相等(结构类型和枚举类型没有定义关系等号“= =”,我们必须自己定义)。对于引用类型关系等号“= =”判断两者是否引用相等。值类型在C#里通常没有引用相等的表示,只有在非托管编程中采用取地址符“&”来间接判断二者的地址是否相等。